POL_SKIJ

ФГБОУ ВПО "Брянский государственный технический
университет"
Кафедра «Технология машиностроения»
Курсовая работа
по Технологии автоматизированного производства
специальности 230104 – Системы автоматизированного проектирования
На тему: Разработать маршрутно-операционный технологический процесс
изготовления детали «Корпус», дб25.201.02.02
Документы
текстовые:___34____страниц
Документы
графические:___2____листа
Студентка гр.08-САПР
Руководитель проекта
Семченко Е.В.
Польский Е.А.
_______________
______________
«___»___________2012г.
«___»___________2012г.
Брянск 2012
Аннотация
Пояснительная записка содержит следующие разделы:
Введение – содержит постановку задачи проектирования, а так же
обоснование необходимости проведенных разработок.
Технологическая часть – представляет собой процесс проектирования
технологического процесса механической обработки заготовки.
Конструкторская часть – раздел по проектированию и расчету
технологической оснастки - станочного приспособления.
Заключение – представлены
выполненной
курсовой
технологических методов
основные выводы и рекомендации по
работе.
Содержит
обработки,
итоги
по
применению
оборудования, инструмента и
приспособлений, показывая основные технико-экономические показатели
эффективности проекта, экономию материальных, топливно-энергетических
и трудовых ресурсов. Анализ и выводы подкреплены соответствующими
цифровыми данными.
Список используемой литературы и стандартов.
Содержание графического материала:
Операционные эскизы технологического процесса механической
обработки.
Схема
установки
заготовки
и
принципиальная
конструкция
приспособления для механической обработки.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
2
Содержание
Введение………………………………………………………………………..…4
1. Служебное назначение детали в сборочной единице, условия её работы,
материал, конструктивные особенности………………………………..……5
2. Технический анализ чертежа детали и его корректировка в соответствие
со стандартами ЕСКИД. Анализ технических требований к детали……....5
3. Анализ технологичности конструкции детали (качественный и
количественный)……………………………………………………………….6
4. Выбор метода получения заготовки………………………………………….8
4.1 Анализ возможных методов получения заготовки (литье, штамповка,
прокат, и др.) с учетом материала детали, объема выпуска,
конфигурации и условий работы детали……………………………….8
4.2 Технико-экономическое обоснование рассматриваемых вариантов
получения исходных заготовок…………………………………………9
5. Выбор технологических баз, оценка точности базирования заготовки…..12
6. Выбор методов и последовательности обработки элементарных
поверхностей на основе требований к их точности и качеству…………...13
7. Разработка операций принятого варианта технологического процесса….14
7.1 Выбор схем построения операций (последовательность установов,
позиций, переходов)…………………………………..………………...15
7.2 Выбор и обоснование моделей станков, типов приспособлений,
конструкций режущих инструментов для черновой, чистовой и
финишной обработки детали…………………………………………..15
7.3 Выбор марки материала и конструкции режущих инструментов для
черновой, чистовой и финишной обработки детали…………………….16
8. Определение припусков расчетно-аналитическим методом (на одну-две
поверхности)………………………………………………………………….17
9. Размерный анализ технологического процесса…………………………….20
10.Расчет суммарной погрешности выполнения одного-двух операционных
размеров с учетом действия различных технологических факторов…….25
11.Проектирование и расчет станочного
приспособления………………………………………………………………27
Заключение…………………………………………………………………...32
Список используемой литературы……………………………………………..33
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
3
Введение
Цель
выполнения
курсовой
работы
–
применение
полученных
теоретических знаний для решения практических заданий, связанных с
проектированием технологии изготовления деталей с применением станков с
ЧПУ.
Кроме
проектирования
заданного
технологического
процесса
подразумевается непосредственное применение знаний, полученных в
областях проектирования оснастки, выбора метода получения заготовки,
экономического
обоснование
и
функционально-стоимостного
анализа
технологического процесса.
В ходе анализа базового варианта технологического процесса
выявляются характерные особенности и недостатки, на основании которых
проводится модернизация процесса, подразумевающая под собой пересмотр
оборудования,
инструмента,
режимов
резания
с
целью
повышения
производительности и точности обработки детали, а также экономической
эффективности производства.
Современные тенденции развития машиностроительного производства,
ориентированного на коренное повышение качества машиностроительной
продукции, на широкое применение прогрессивных конструкционных и
инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную
автоматизацию на основе применения станков с ЧПУ и САПР, требуют
подготовки квалифицированных специалистов, обладающих не только
глубокими теоретическими знаниями, но и способных практически их
использовать в своей производственной деятельности.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
4
1.
Служебное
назначение
детали
и
анализ
технологичности конструкции детали
Деталь – корпус, является телом вращения с габаритными
размерами - 85х110мм. Условия работы: нормальные.
Материал: Сталь 40X
ГОСТ 4543-71,которая
относится к классу
конструкционных легированных. Содержание углерода (С) 0,36 - 0,44%,
кремния (Si) 0,17 – 0,37%, магранца (Mn) 0,5 - 0,8%, меди (Cu) не более
0,30%, никеля (Ni) не более 0,30%, фосфора (P) не более 0,035%, хрома (Cr)
0,8-1,1%, сера (S) не более 0.035%. оси, валы, вал-шестерни, плунжеры,
штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки,
губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали
повышенной прочности.
2. Технический анализ чертежа детали и его
корректировка в соответствие со стандартами ЕСКД.
Анализ технических требований к детали
Технические
требования
анализируют,
исходя
из
служебного
назначения детали в изделии и ее чертежа. Наибольшую точность обработки
требует наружный  55 00,,03076 мм. Проанализируем эти требования с точки
зрения их обоснованности и соответствия служебному назначению детали.
1. Точность размера  52 0,46 мм, мм обусловлена характером сопряжений
с другой деталью и условием работы пары трения скольжения.
2. Резьба,
канавки
и
отверстия
уменьшают
технологичность
изготовления детали, т.к. они не могут быть обработаны вместе с
остальными поверхностями, и для их получения вводят новые
операции.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
5
Рабочий чертеж корпуса содержит все необходимые сведения, дающие
полное представление о детали, т.е. все проекции, разрезы и сечения,
совершенно четко и однозначно определяющие его конфигурацию и
возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с
необходимыми допусками, классы чистоты обрабатываемых поверхностей,
допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а также
взаимного расположения поверхностей. Чертеж содержит все необходимые
сведения о материале и весе детали (рис.1).
Рис. 1. Рабочий чертеж
3. Анализ
технологичности
конструкции
детали
(качественный и количественный)
Понятие технологичность детали (конструкции) включает такие ее
свойства, которые при обеспечении заданных эксплуатационных качеств
изделия (машины) позволяют при данной серийности изготавливать ее с
минимальными затратами труда, средств, материалов и времени.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
6
Качественный расчет:
 наличия удобных базирующих поверхностей, обеспечивающих
возможность совмещения и постоянства баз;
 возможен свободный подвод и вывод режущего инструмента при
обработке;
 удобства контроля точностных параметров детали;
 предусмотрено
уменьшение
протяженности
точных
обрабатываемых поверхностей;
Количественный расчет:
Количественная
численное
оценка
значение
технологичности
которого
характеризует
выражается
степень
показателем,
удовлетворения
требований к технологичности.
Кт. = 1– 1/Tср;
Tср = Tini/ni;
Кш = 1/Rа ср;
Rа ср = Rаi ni/ni, где
Тi, Rai – соответственно квалитеты точности и значения параметров
шероховатости обрабатываемых поверхностей;
Тср, Raср – средние значения этих параметров;
ni – число размеров или поверхностей для каждого квалитета и значения
параметра шероховатостей.
Из чертежа видно, что суммарное количество указанных на чертеже
размеров составляет 19, из которых 16 размеров выполняются по 7 квалитету
точности,1 размер выполняется по 8-му квалитету точности, 1 размер – по 9му, 1 размер – по 11.
ITср 
 IT n
n
i i
i

7  16  8  1  9  1  11  1
 7,37.
16  1  1  1
В то же время 6 поверхностей имеет среднеарифметическое отклонение
профиля Rа=5 мкм, 1 поверхности – Rа=10 мкм.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
7
Racp 
 Ra n
n
i i

i
5  6  10  1
 5,71
6 1
Кш = 1/5,71 = 0,175;
Кт = 1–1/7,37 = 0,865.
Вывод: Оба исследуемых коэффициента КТИ и Кш по своим значениям
меньше единицы. Анализ полученных коэффициентов показал, что деталь
технологична.
4. Выбор метода получения заготовки
4.1 Анализ возможных методов получения заготовки (литье,
штамповка, прокат, и др.) с учетом материала детали, объема выпуска,
конфигурации и условий работы детали
Решение задачи максимального приближения геометрических форм
и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали – одна из главных
тенденций в заготовительном производстве. Оптимизация выбора метода и
способа получения заготовки позволяет не только снизить затраты на ее
изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической
обработки.
Наиболее
широко
применяют
для
получения
заготовок
в
машиностроении следующие методы: литье, обработка металлов давлением,
сварка, а также комбинация этих методов. Однако каждых из методов
содержит большее число способов получения заготовок.
Определение видов заготовок и способов их изготовления для
конкретной деталей определяется рядом основных показателей:

Материал – Сталь 40X

Конструктивная форма

Серийность производства

Масса детали
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
8
Из всех возможных видов получения заготовки являются – штамповка
на ГКМ и прокат.
4.2 Технико-экономическое обоснование рассматриваемых
вариантов получения исходных заготовок
Окончательное решение о выборе конкретного способа из перечня
рекомендуемых
видов
заготовок
принимается
после
определения
себестоимости получения заготовки для каждого из рекомендуемых видов
путем сравнения их по значению стоимости вида.
Рассчитаем себестоимость получения заготовки прокатом:
Исходные данные для расчета:
Материал: Сталь 40X.
Масса детали: 2.8 кг.
Базовая стоимость заготовки: 26800 руб./т.
Стоимость отходов: 1.5 руб./кг.
Количество деталей: 50.
Приведенные затраты на рабочем месте: 26,16 руб./час
Размеры проката по ГОСТ: d  8510,,33 мм; l  110 мм .
Рассчитаем массу проектной заготовки:
Q
  d2
 l  , где d – диаметр заготовки, см; l – длина заготовки, см;
2
ρ – плотность материала, г/см3 (для стали ρ = 7,85 г/см3).
Q
3,14  72,25
 11  7,85  5345  9,79 кг
2
Рассчитаем штучно-калькуляционное время:
t шт .шт .к  
85  6
 1,84  2,4 мин
70
Рассчитаем технологическую себестоимость:
 Co.з 
26,16  2,4
 1,1
60
руб.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
9
Рассчитаем затраты на материалы:
M  9,79  26,8  9,79  2,8  1,5  251,5 руб.
Полная стоимость проектной заготовки:
S 2  251,5  1,1  252,6 руб
Рассчитаем себестоимость получения заготовки штамповкой на ГКМ:
Исходные данные для расчета:
Материал: Сталь 40Х.
Масса детали: 2,8 кг.
Базовая стоимость заготовки: 78700 руб./т.
Стоимость отходов : 1,5 руб./кг.
Количество деталей: 50
 C

S   i  Q  К т  К с  К в  К м  К п   Q  q   S отх
 1000

где
Ci - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб./т;
Q - масса заготовки, кг;
Кт – коэффициент, зависящий от класса точности;
Кс – коэффициент, зависящий от степени сложности;
Кв– коэффициент, зависящий от массы заготовки;
Км – коэффициент, зависящий от марки материала;
Кn – коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовок.
Q
q
2,8
4
K в.т =0,7; Q 
K в .т
0,7
Выберем класс точности штамповки. Он находится в пределах от Т4 до
Т5, если задаться, что штамповка будет выполняться на молотах при
однократном нагреве, то можно принять класс точности штамповки Т5. Для
третьего класса точности выбираем Кт =0,90.
В зависимости от марки материала штамповки примем значение
коэффициента Км = 1,18. Примем Kp=2- коэффициент, зависящий от
формы детали. Cтепень сложность штамповки С2.
M п.р  q  K P = 2*2,8=5,6
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
10
В зависимости от степени сложности штамповки примем значение
коэффициента Кс =0.77
В зависимости от массы и материала штамповки примем значение
коэффициента Кв =0.89
В зависимости от количества выпуска заготовок примем значение
коэффициента Кп=1,0.
Откуда получаем:
 78700

S 
 4  0,9  0,77  0,89 1,18 1  4  2,8 1,5  227,3 руб.
 1000

Выбираем метод получения заготовки штамповкой на ГКМ.
Установку
заготовок
наружной
поверхностью
вращения
и
перпендикулярной к ее оси плоской поверхностью осуществляют с помощью
призм, втулок и патронов. На первой операции мы устанавливаем наружный
диаметр в трехкулачковый патрон (рис.2).
Рис.2 Установка заготовки
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
11
5. Выбор технологических баз
При разработке технологических операций (процессов) обработки
заготовок технологу необходимо обеспечить заданную точность размеров,
точность взаимного расположения поверхностей и другие технические
требования чертежа детали, которые в значительной мере зависят от
правильности выбора технологических баз и схемы базирования заготовки в
станочных приспособлениях.
Для полной ориентации в пространстве заготовку лишают шести
степеней свободы, но в некоторых частных случаях хватает и пяти.
На сверлильной операции устанавливаем заготовку в стакан и
используем упор в торец.
Для всех остальных механических обработок целесообразно в качестве
установочной базы применять наружные и внутренние цилиндрические
поверхности для базирования по трем кулачкам и опорам, что лишает
заготовку шести степеней свободы.
6. Выбор методов и последовательности обработки
элементарных поверхностей на основе требований к их
точности и качеству
Для обработки наружных поверхностей применяем точение: для
квалитетов точности 14 и параметра шероховатости Ra=5 – однократное
черновое; для квалитетов точности 11-12 и параметров шероховатости
Ra=2,5 – черновое и получистовое точение, для квалитетов точности 8 –
черновое, получистовое, чистовое точение.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
12
7.
Разработка
операций
технологического процесса
принятого
варианта
Производительность технологических операций в значительной степени
зависит от их структур, определяемых числом заготовок, одновременно
устанавливаемых в приспособлении или на палец (одно- или многоместная
обработка), числом инструментов, используемых при выполнении операции
(одно- или многоинструментная обработка), и последовательностью работы
инструментов при выполнении операции (последовательность переходов).
Экономическая эффективность технологических процессов обработки
деталей в значительной степени зависит от рационального решения вопросов
построения общего плана (маршрута) обработки. Под технологическим
маршрутом
изготовления
детали
понимается
последовательность
выполнения технологических операций (или уточнение последовательности
по типовому или групповому процессу) с определением содержания
операций, выбором оборудования и технологической оснастки для их
выполнения. Технологические маршруты весьма разнообразны и зависят от
конфигурации детали, её размеров, точности, наличия
термической
обработки, программы выпуска и других факторов.
Анализ чертежа показывает, что наиболее высокие требования по
точности и качеству предъявляются к наружному и внутреннему диаметрам.
Конструкция детали в основном отработана на технологичность, обладает
высокой жесткостью, обеспечивает свободный доступ инструмента к
обрабатываемым поверхностям, что позволяет использовать при обработке
многоинструментные наладки и высокопроизводительные режимы резания.
Заданные
чертежом
точность
размеров
поверхностей,
их
относительного расположения и параметры качества поверхностного слоя
могут быть достаточно экономично обеспечены традиционными методами
обработки.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
13
7.1
Выбор
схем
операций(последовательность
построения
установов,
позиций,
переходов)
Технологический процесс обработки корпуса приведен в табл.1.
Таблица 1
Номер
операц
ии
005
010
Наименование
и
содержание операции
краткое Технологическая Оборудование
база
Токарная с ЧПУ
Установ А.
1. Подрезать торец
2. Точить по контуру
3. Точить канавки
4. черновое точение по контуру
55
5. получистовое точение по
контуру 55
6. чистовое точение по контуру
55
7.
черновое точение по
контуру 46
8. получистовое точение по
контуру 46
9. чистовое точение по контуру
46
Установ Б.
1.Подрезать торец
2. Точить по контуру
3. черновое точение по контуру
50
4. получистовое точение по
контуру 50
5. чистовое точение по контуру
50
Установить
станок
заготовку
по 47/65
диаметру 85 и
левому торцу в
трехкулачковый
самоцентрирую
щийся патрон
Многоцелевая
1. Центровать 12 отверстий
Установить
заготовку
TWIN
Установить
заготовку
по
диаметру 55 и
правому торцу в
трехкулачковый
самоцентрирую
щийся патрон
DMU 50 H
в
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
14
015
2. Сверлить отверстия 11
3. Зенкеровать отверстия 11
4. Сверлить 4 отверстия 11
5. Сверлить 4 отверстия 4,2
6. Сверлить отверстия 4,9
7. Зенкеровать отверстия 4,9
8. Сверлить 4,9 на глубину 60
мм
9. Зенкеровать фаски
10. Нарезать резьбу М5 4 шт.
11. Нарезать резьбу М6 4 шт.
Многоцелевая
I Позиция
1. Центровать
2. Сверлить отверстие 4,9
3. Зенкеровать фаску
4. Нарезать резьбу М5
II Позиция
1.Повернуть на 90 град
1. Центровать
2. Сверлить отверстие 4,9
3. Зенкеровать фаску
4. Нарезать резьбу М5
III Позиция
1.Повернуть на 90 град
1. Центровать
2. Сверлить отверстие 4,9
3. Зенкеровать фаску
4. Нарезать резьбу М5
IV Позиция
1.Повернуть на 90 град
1. Центровать
2. Сверлить отверстие 4,9
3. Зенкеровать фаску
4. Нарезать резьбу М5
самоцентрирую
щуюся призму
по
диаметру
55 с упором в
правый торец
Установить
заготовку
DMU 50 H
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
15
7.2 Выбор и обоснование моделей оборудования, типов
приспособлений
Операция
выполняется
на
двух
станках,
что
предполагает
многоинструментальную обработку. В связи с этим принимаем для первой
операции станок TWIN 47/65, токарный. Для второй и третьей операции
горизонтально-обрабатывающий центр DMU 50 H .
Режущий
инструмент
при
выполнении
операций
применяем
стандартный: для токарной – резцы контурные, проходные и расточные;
для
сверления
–
монолитные
твёрдотельные
свёрла
с
внутренним
охлаждением;
Приспособление для токарных операций – трехкулачковый патрон, для
сверления специально разработанное приспособление.
7.3 Выбор марки материала и конструкции режущих
инструментов для черновой, чистовой и финишный
обработки детали
По ГОСТ 25762-83 различают следующие виды движений .
Главное движение резания Dr – прямолинейное поступательное
движение или вращательное движение заготовки или режущего инструмента,
происходящее с наибольшей скоростью Vв в процессе резания.
Движение
подачи
Ds
–
прямолинейное
поступательное
или
вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость
которого Vs, меньше скорости главного движения резания, предназначенная
для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю
обрабатываемую поверхность
Касательное
движение
–
прямолинейное
поступательное
или
вращательное движение режущего инструмента, скорость которого Vк
меньше скорости главного движения резания и направлена по касательной к
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
16
режущей кромке, предназначенная для того, чтобы сменять контактирующие
с заготовкой участки режущей кромки.
Выбираем вид режущего инструмента, материал и геометрию режущей части
Вид и характер
обработки
Инструмент
Материал
Точение наружных
поверхностей, внешних
фасок, проточка канавок
Токарный сборный проходной
резец с механическим креплением
твердосплавных пластин клином (с
трехгранными и четырехгранными
пластинами)
Точение внутренних
поверхностей (черновое,
чистовое, тонкое),
внутренних фасок
Токарный расточной резец с
механическим креплением
твердосплавных пластин клином
Сверление отверстий
монолитные твёрдотельные свёрла
с внутренним охлаждением
Т15К6
Т15К6
Р6М5
8. Определение припусков на диаметральные размеры
расчетно-аналитическим методом
Заготовка
представляет
собой
штамповку,
массой
2,8
кг.
Технологический маршрут обработки внешней цилиндрической поверхности
 55 f 8( 00..03
076 ) состоит из трёх операций: точение черновое, получистовое и
чистовое, выполняемые при одной установке
обрабатываемой детали.
Расчеты приведены в таблице 2.
Таблица 2
Лист
Лист
Изм. Лист
Лист
Изм.
№докум.
докум.
№
Подпись Дата
Дата
Подпись
17
Штампов
ка
150
25
0
черновое
точение (IT
12)
50
50
Получистово
е
(IT 10)
30
30
10
20
Чистовое (
IT8)

у
Допуск на
изготовление Td, мкм
T
Расчетный
минимальный размер,мм
Rz
Расчетный
припуск 2Zmin, мкм
Элементарная
поверхность детали и
технологический
маршрут обработки
Элементы
припуска,
мкм
Предельные
размеры по
переходам,
мм
Предельны
е значения
припусков,
мкм
2zmin 2z
max
d min
d max
55,78
5
55,17
3
56,98
5
55,47 0,61
3
2
1,51
2
5,0
0
8
0,106
0,01 55,06 55,07 0,10
55,607
1
2
7
9
6
0,39
4
4,0
0
68
0,651 55,002 0,46
55,02 55,04 0,06
2
8
5
0,03
1
10
1,7
6,1 11
02 0
1,20
0
0,611
0,30
55,173
7
0
-
55,785
-
Качество поверхности штампованных заготовок, изготовляемых на ГКМ
Rz и h принимаем в зависимости от массы – 2,8кг.
Допуски для заготовки и механической обработки взяты согласно
диаметру детали и квалитетов маршрута обработки.
Расчет
отклонений
расположения
поверхностей
штампованной
заготовки получили равным 101,7.
Для последующих переходов используют коэффициент уточнения,
принимается равным 0,06 для чернового точения, 0,05 – для получистового,
0,04 – для чистовой обработки.
Остаточная величина пространственных отклонений:
После черновой обработки:
1  0,06 101,7  6,102 мкм
После получистовой обработки:
2  0,05 101,7  5,085мкм
После чистовой обработки:
18
2  0,04 101,7  4,068мкм
Расчет минимальных значений припусков производим по формуле:
2 min  2Rzi1  Ti 1   i 1  , где
Rzi-1 – высота неровностей профиля по десяти точкам
на
предшествующем переходе;
hi-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем
переходе (обезуглероженный или отбеленный слой);
i-1 – суммарное отклонение расположения поверхности (отклонение
от параллельности, перпендикулярности, соосности) на предшествующем
переходе;
Наименьший предельный размер определим округлив до того же знака
что и у десятичной дроби, которой задан допуск. Наибольший предельный
размер найдем прибавлением допуска к наименьшему.
Рассчитываем значение припусков:
пр
2Z max
i  d max i 1  d max i
пр
2Z min
i  d min i 1  d min i
Расчет
наименьших
размеров
по
технологическим
переходам
начинается с наименьшего размера детали по конструкторскому чертежу.
По зависимости di+1=di+Zimin.
Расчет
наибольшего
размера
по
технологическим
переходам
начинается с наибольшего размера детали по конструкторскому чертежу по
зависимости dimax=dimin+Tdi.
Проверка:
Тdз – Tdд = 1,2-0,046=1,154мкм ; ∑2Zmax -∑2Zmin =1,937-0,783=1,154мкм
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
19
9. Размерный анализ ТП
и расчет технологических
размерных цепей
Размерно-точностной
анализ
имеет
целью
выявления
схемы
взаимосвязей между размерами заготовки, готовой детали, технологических
операционных размеров и припусков на обработку; выявление и расчет
технологических
цепей;
оценку
точности
принятого
варианта
ТП
изготовления детали.
Размерный анализ процесса механической обработки проводят в
следующем порядке. Вычерчиваем совмещенный эскиз исходной заготовки и
готовой детали, на котором отражают промежуточные состояния заготовки.
Здесь указываются размеры исходной заготовки
B, готовой детали А,
припуска zn, а также технологические размеры S , получаемые в результате
выполнения каждого технологического перехода. Совмещенный эскиз
исходной заготовки и готовой детали представлен на рис.4. Выявление
размерных цепей начинаются с последней операции, то есть, двигаясь по
размерной схеме снизу вверх.
Для упрощения процесса выявления размерных цепей рекомендуется
построить графы размерных цепей рис 4. Построение начинается с
производного дерева, состоящего из технологических размеров S и размера
заготовки B.
На рис. 5. представлена схема для РТА детали.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
20
Рис. 4. Совмещенный эскиз исходной заготовки и готовой детали
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
21
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
22
Совмещаем производное дерево, состоящее из технологических
размеров S и размеров заготовки В, и исходное дерево, состоящее из
размеров Z и A. Получаем совмещенный граф, любой замкнутый контур
которого, состоящий из одного замыкающего и составляющих звеньев,
является размерной цепью.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
23
Рис. 5. Совмещенный граф
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
24
10. Расчет суммарной погрешности обработки
Суммарную погрешность будем определять на  85 мм
Все погрешности, определяющие точность изготовления деталей
машин на металлорежущих станках, могут быть разделены на 3 категории:
1. погрешности установки заготовок  y ;
2. погрешности настройки станка  H ;
3. погрешности на стадии процесса обработки, которые вызываются:
a)
размерным износом режущих инструментов  н ;
b)
упругими деформациями технологической системы под влиянием
силы резания  у ;

c)
геометрическими неточностями станка
d)
температурными деформациями технологической системы
ст
;

т
;
Суммарную погрешность обработки детали на настроенном станке для
диаметральных размеров определим по уравнению:
e)    2 2y  2н  (1,73 и ) 2  (1,73 ст ) 2  (1,73  т ) 2
1. Определим величину погрешности  и (по радиусу), вызванную размерным
износом резца:  и 
L  L0
u0 , где
1000
L – длина пути резания при обработке партии N деталей (принимаем N=1)
определяется:
L
dl * N
1000 * S

3,14  85  5 1
 5,33км
1000  0,25
L0  1000 м – дополнительный путь резания соответствует начальному износу
вершины резца в период обработки;
u 0 =6мкм/км – относительный износ для сплава Т15К6.
 и  0,028  6  0,168 мкм
2. Определим погрешность
y,
вызванную упругими деформациями
технологической системы под влиянием силы резания:
Лист
25
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
, где
 y  Wmax ( Py max  Py min )
Wmax – наибольшая податливость системы, мкм/кН;
Ру
max
и Ру
– наибольшее и наименьшее значения составляющей силы
min
резания, совпадающей с направлением выдерживаемого размера, кН.
Wmax  Wст max  Wзаг max
Где Wст max  37 мкм / Н – наибольшая податливость станка;
Wзаг max – наибольшая податливость заготовки
W заг max
2  l

*
d пр  d пр
3

 , где


d пр – приведенный диаметр обрабатываемой заготовки.
Наибольшая податливость оправки:
Wопр. max .
32

d пр
 l опр

d
 пр
3

 , где


n
d пр 
d l
i 1
n
i i
l
i 1
=79,54мм
i
lопр = 17 мм; dпр = 85 мм.
3
32  17 
мкм
Wопр. max . 

  1,34
185  185 
кН
мкм
кН
На предшествующем переходе (получистовом точении) заготовка
Wmax  Wст. max  Wопр. max  24  1,34  25,34 
обработана с допуском по IT12, т.е. возможно колебание припуска на
величину 1/2(IT12 – IT8), что для диаметра 85 составит:
1/2(0,46–0,072)=0,39 мм, а колебания глубины резания:
tmin=0,15 мм
tmax=0,15+0,39=0,54 мм
В этом случае:
Py max  10C pt X S YV n K p  0,057кН ,
Py min  10C pt X S YV n K p  0,047кН ;
Изменение обрабатываемого размера вследствие упругих деформаций:
 y  25,34  0,057  24  0,047  2,57 мкм ,
3. Определим погрешность, вызванную геометрическими неточностями
станка   ст :
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
26

ст

сl
L
,
где c - допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя
направляющим станины и в плоскости выдерживаемого размера на длине L ,
l  длина обрабатываемой поверхности:
c =20 мкм на длине 300мм, l  90 мм.
20  90
  ст  300  6 мкм ,
4.Определим погрешность настройки  и  ( К р  р ) 2  ( К и
 изм 2
) ,
2
где  р  погрешность регулирования положения резца;
К р  1,73; К и  1,0  коэффициенты,
учитывающие отклонение
закона
распределения величин  р и  изм. , от нормального закона распределения;
 изм. - погрешность измерения размера детали;
По рекомендациям, погрешность настройки лезвийного инструмента
для чистовой обработки диаметра 85 составляет  н = 20 мкм.
5. Определим температурные деформации технологической системы,
приняв их равными 15% от суммы остальных погрешностей:

Т
 0,15(7,5  2,57  1,13  20)  4,68 мкм,
6 Определим суммарную погрешность обработки:


 2 (2,57)2  20  (1,73  7,5)2  (1,73 1,13)2  (1,73  0,79)2  48,2 мкм .
2
Проверяем условие
   Td . Условие выполняется.
11.Проектирование
приспособления
и
расчет
станочного
Преимущества винтовых элементарных зажимных механизмов (ЭЗМ):
простота
и
компактность
конструкции,
широкое
использование
стандартизованных деталей, удобство в наладке, хорошая ремонтопригодность,
возможность получать значительную силу закрепления заготовок при
сравнительно небольшом моменте на приводе, способность к самоторможению,
большой ход нажимного винта, позволяющий надежно закрепить заготовку со
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
27
значительными отклонениями размеров. Эта схема характеризует зажимные
устройства второй группы. Они состоят из силового механизма, который
приводится в действие непосредственно рабочим, прилагающим исходное
усилие Ql. Эти устройства иногда называют зажимными устройствами с
ручным приводом.
В качестве силового механизма используем винтовой зажимной
механизм.
Недостатки винтовых ЭЗМ:
Сравнительно большое (0,04-0,07 мин) время срабатывания винтовых ЭЗМ
с ручным приводом, нестабильность сил закрепления винтовыми ЭЗМ с ручным
приводом, что снижает точность обработки.
Выберем следующую схему зажима и зажимного устройства:
Q
СМ
Рис. 2. Схема зажима
Заготовку закрепляем завинчиванием гайки на шпильке.
При конструировании нового станочного приспособления (СП) силу
закрепления W находят из условия равновесия заготовки под действием сил
резания, тяжести, трения; реакций в опорах и собственно силы закрепления.
Заготовка базируется на установочных элементах приспособления и
прижимается к ним зажимом с силой Q, а сила резания Рo действует в
перпендикулярном направлении. Силе резания Рo противодействует сила
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
28
трения Pтр между опорной поверхностью приспособления и нижней базовой
плоскостью детали, а также между верхней плоскостью детали и
поверхностью зажима.
Силу закрепления определяем для наиболее нагруженного перехода:
сверление отверстий ø4,2 мм. При такой обработке силы, стремящиеся
сдвинуть заготовку, имеют наибольшее значение.
Сдвигу заготовки под действием силы Р, равной осевой силе при
сверлении Ро, препятствуют силы трения, возникающие в местах контакта
заготовки с опорами и ЗМ.
Рассчитаем осевую силу при сверлении отверстия ø4,2 по:
Poc  10C p D q S y K p  10  68  211  0,25 0,7  0,85  4626H , при выбранных из
справочника значениях С р  68; q  1; y  0,7; K p  0,85
Рассчитаем необходимую силу закрепления:
W
M тр
A f
 F,
где Мтр – момент трения;
f - коэффициент трения;
А - площадь контактируемой поверхности.
М р  Рос  l ,
где Мр – момент резания;
Рос – осевая сила при сверлении;
l – расстояние от оси до обрабатываемой поверхности.
Причем Мр=Мтр*K
k- коэффициент запаса зажима.
k  k0  k1  k 2  k3  k 4  k5  k6
k0=1,5 – гарантированный коэффициент запаса.
k1=1,0 - коэффициент, учитывающий изменение припуска
k2=1,0 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при
затуплении инструмента.
k3=1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при
прерывистом резании
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
29
k4=1,3 - коэффициент, учитывающий постоянство сил зажима
k5=1,0 – коэффициент характеризующий только зажимные механизмы с
ручным приводом
k6=1,0 - коэффициент, учитывающий наличие момента стремящегося
повернуть заготовку.
k  1,5  1,0  1,0  1,0  1,3  1,0  1,0  1,95  2,5
Таким образом :
М р  Рос  l  4626  85 / 2  196605 Н / м
Коэффициент трения:
с зажимными механизмами f = 0,16;
W
M тр
l f

196605
 578Н
85 * 0,16 * 2,5
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
30
Заключение
В данной курсовой работе был разработан маршрутно-операционный
технологический процесс изготовления детали. После выполнения работы
можно сделать следующие выводы:
 деталь достаточно технологична, но наличие канавки и двух
плоских
поверхностей
усложняют
технологию
механической
обработки;
 метод получения заготовки – штамповка;
 партия деталей обрабатывается без брака;
 требование по точности выполняется.
Кроме того, в проекте выбраны оптимальные режимы резания, которые
позволяют обеспечить требования по точности и качеству. Также были
рассчитаны
технологические
нормы
времени
и
технологическая
себестоимость. Была выбрана рациональная схема базирования и для
операции вертикально-фрезерной рассчитана погрешность установки.
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
31
Список используемой литературы
1. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г.Косиловой,
Р.К.Мещерякова. - М.:Машиностроение,1985.Т.1.-656 с.
2. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г.Косиловой,
Р.К.Мещерякова. - М.:Машиностроение,1985.Т.2.-496 с.
3. Курсовое
проектирование
по
технологии
машиностроения/По
ред.А.Ф.Горбацевича. - Минск:Высш.шк.,1983.-256 с.
4. Аверченков В.И. и др. Сборник задач и упражнений по технологии
машиностроения
/
под
общей
ред.
Горленко
О.А.
–
М.:
Машиностроение,1999.
5. Технологичность деталей машин: Методические указания. - Брянск:
БИТМ,1990.- 7 с.
6. Проектирование
приспособлений.
Выбор
рациональных
схем
базирования заготовок в приспособлениях и расчет погрешности
установки: Метод. Указания. – Брянск: БИТМ, 1986.– 16 с.
7. Режимы резания металлов: Справочник / Барановский и
др. - М.:
НИИТавтопром, 1995.
8. Общемашиностроительные
нормативы
режимов
резания.-
М:
режимов
резания.-
М:
Машиностроение, 1991.Т.1.- 635 с.
9. Общемашиностроительные
нормативы
Машиностроение, 1991.Т.2.- 302 с.
10.Станочные приспособления: Справочник/ Под ред. Б.Н.Вардашкина,
А.Э.Шатилова.- М.: Машиностроение, 1984.Т.2.-495 с.
11.Ю.И.Кузнецов, А.Р.Маслов, А.Н.Байков Оснастка для станков с ЧПУ:
Справочник.- 2-е изд.,перераб. и доп.- М.: Машиностроение,1990.512с.
12.В.Б.Ильицкий
Проектирование
технологической
оснастки:
Учеб.пособие.- Брянск: БИТМ,1993.- 100 с.
Лист
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
32