Разработка технологического процесса механической обработки детали с подбором и проектированием режущего, вспомогательного и измерительного инструмента

Балтийский Государственный Технический Университет им. Д.Ф. Устинова

Кафедра технологии машиностроения Е2

Курсовой проект

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ

                                                                      Студент: Иванов И.Н.

                                                       Группа: Е-191

                                                           Преподаватель: Григорьев В. В.

Санкт-Петербург

2013 г.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………...….. 3

1.  Анализ технологичности детали ……………………………...…………….. 4

2.  Разработка технологического процесса изготовления детали ………….… 5

3.  Расчёт припусков на механическую обработку ………………………..….. 6

4.  Выбор оборудования и расчёт режимоврезания ……………………….... 12

4.1.  Выбор оборудования ……………………………………………...… 12

4.2.  Аналитический расчёт режимов резания ……………………..…… 14

4.3.  Выбор режимов резания табличным способом ………….………… 22

5.  Сравнительный экономический анализ двух вариантов обработки …..... 32

5.1.  Первый вариант обработки …………………………………………. 32

5.2.  Второй вариант обработки ………………………………………….. 33

6.  Проектирование приспособлений …………………………………………. 35

6.1.  Проектирование приспособления для сверления                ступенчатого отверстия…………………….…..………………….. 36

6.2.  Проектирование приспособления для фрезерования паза в размер  ………………...……..… 40

6.3.  Проектирование приспособления для измерения отклонения от перпендикулярности осей...……………………………….………… 44

7.  Техника безопасности при выполнении технологического процесса ...… 45

8.  Список использованной литературы ……………………………………… 49

Введение

Целью данного курса проектирования является изучение технологического процесса изготовления детали, составления рационального технологического процесса механической обработки детали с подбором и проектированием режущего, вспомогательного и измерительного инструмента, а также проектирование приспособлений для механической обработки деталей.

Технологический процесс должен быть разработан таким образом, чтобы при данном типе производства этот технологический процесс обеспечивал бы изготовление детали в соответствии с чертежом и обеспечивал бы наивысшую производительность труда.

1.  Анализ технологичности детали

В данном разделе проводится анализ технологичности детали, в результате которого будет выбран способ получения заготовки; расчёт припусков и допусков на изготовление заготовки.

Имеем деталь простой формы, материал детали серый Сталь 40 ГОСТ 1050-74. Следовательно, в качестве способа получения заготовки рационально использовать штамповку. Изделие является малогабаритным, годовая программа составляет 15000 штук (что соответствует крупносерийному производству).

2.Разработка технологического процесса изготовления детали

В первую очередь обрабатываются поверхности, которые служат базами для дальнейшей обработки: плоскости 1 (рис. 1).  Это осуществляется на первой операции – фрезерно-центровальной. Далее следует токарная операция: черновое обтачивание плоскости 2 и 3  (рис. 1) проходным резцом. Затем следует токарная операция: обтачивание плоскости 4 (рис. 1) . Далее идёт фрезерная с ЧПУ операц  ия: обработка плоскостей  5 и 6 (рис. 1) торцевой фрезой. Затем следует сверление ступенчатого отверстия. В первой вертикально-сверлильной операции сверлится отверстие , затем сверлится отверстие после этого заготовка переворачивается и зенкеруется фаска (рис.1).Шестой операцией следует фрезерная, для получения паза в размер  (рис.1). Далее следует токарная обработка плоскостей, для чистового обтачивания (рис.1).Восьмая операция - горизонтально-сверлильная, для получения отверстия  (рис.1). Завершает технологический процесс фрезерная операциям – фрезерование шпоночного паза концевой фрезой (рис. 1).

В итоге технологический процесс выглядит следующим образом:

№ п/п	Операция механической обработки
1	Фрезерно-центровальная
2	Токарная
3	Токарная
4	Фрезерная с ЧПУ
5	Вертикально-сверлильная
6	Фрезерная
7	Токарная
8	Горизонтально-сверлильная
9	Фрезерная

3.Расчёт припусков на механическую обработку

Для изготовления заготовки требуется назначение припусков для механической обработки детали. Припуски для размеров  получаем расчётным путём, для остальных размеров назначаем припуски согласно ГОСТ 7505-89.

Расчёт припуска для механической обработки в размер :

Технологический маршрут обработки состоит из двух операций: черновое и чистовое обтачивание.

Технологические переходы обработки отверстия	Элементы припуска, мкм			Расчётный припуск  , мкм	Расчётный размер , мкм	Допуск , мкм	Предельные размеры, мкм		Предельные припуски, мкм
Заготовка	150	250	1151	–	21,5	1500	23	21,8	–	–
Обтачивание черновое	50	50	69	1151	18,354	330	18,68	18,354	3146	4320
Обтачивание  чистовое	30	30	46	169	18,02	210	18,23	18,02	334	450
Итого									3480	4770

Запишем технологический маршрут обработки, а также соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска в таблицу.

                                                   ,

где    r_к.о. – общая кривизна заготовки, мкм;

r_ц – погрешность зацентровки, мкм;

=500 мкм

                                                             ,                                                     

где    D_к – удельная кривизна стержня, D_к = 1,5 мкм/мм;

L – длина обрабатываемой поверхности, L = 80 мм;

                                                 

Погрешность зацентровки определим по формуле

                                                     ,                                      (7.3)

где δ_з – допуск на поверхность, используемой в качестве базовой на фрезерно-центровальной операции, δ_з = 2 мм (по ГОСТ 7505-89);

                                            

                                      

Остаточные пространственные отклонения определяются по формуле

                                                           ,                                             (7.4)

где – коэффициент уточнения формы

После чернового растачивания 1151=69 мкм.

После чистового растачивания 1151=46 мкм.

Определяем значения – глубины дефектного слоя и – высоты микронеровностей соответствующих технологических переходов.

Для заготовки =150 мкм; 250 мкм.

Для чернового растачивания =50 мкм; 50 мкм.

Для чистового растачивания =30 мкм; 30 мкм.

Определяем минимальные значения припусков по формуле

                                                                                     (7.5)

Минимальный припуск под черновое растачивание

 мкм

Минимальный припуск под чистовое растачивание

 мкм

Определим расчётные размеры , начиная с чертёжного размера, путём последовательного прибавления минимального припуска  каждого технологического перехода.

 мм;

 мм;

Определяем значения допусков  для каждого технологического перехода по ГОСТу 7505–89.

Для заготовки по ГОСТ 7505–89  1500 мкм;

Для чернового растачивания 330 мкм;

Для чистового растачивания 210 мкм;

Определим наибольший предельный размер d_max прибавлением  допуска  к наименьшему предельному размеру d_min:

 мм;

 мм;

 мм;

Определим предельные значения припусков  как разность наименьших предельных размеров  и – как разность наибольших предельных размеров  предшествующего и выполняемого перехода.

 мм=450 мкм;

 мм=4320 мкм;

мм=334 мкм

мм=3146 мкм

Определяем номинальный припуск :

                                                     ,                                      (7.6)

где    – минимальный предельный припуск, мм;

          – верхнее отклонение размера заготовки, мкм;

          – допуск на деталь, мкм.

По ГОСТ 7505-89 = 590 мкм.

 мкм

Определяем номинальный размер заготовки по формуле:

                                                                                       (7.7)

мм

Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности детали «Переключатель правый»:

Поверхность	Размер	Припуск		Допуск
		Табличный	Расчётный
1,8	288	2мм	-	+1,3 -0,7
2		25 мм	-	+1,1 -0,5
3,5	36	25 мм	-	+1,1 -0,5
4	65	25 мм	-	+1,1 -0,5
6		25 мм	-	+1,1 -0,5
7		-		+1,1 -0,5
9	40	25 мм	-	+1,1 -0,5

Расчёт припуска для механической обработки в размер :

Технологический маршрут обработки состоит из двух операций: черновое и чистовое обтачивание.

Технологические переходы обработки отверстия	Элементы припуска, мкм			Расчётный припуск  , мкм	Расчётный размер , мкм	Допуск , мкм	Предельные размеры, мкм		Предельные припуски, мкм
Заготовка	150	250	1238	–	31,596	1500	33,096	31,596
Обтачивание черновое	50	50	74,28	21638	28,32	330	28,65	28,32	3276	4446
Обтачивание  чистовое	30	30	49,52	2150	28,02	210	28,23	28,02	300	420
Итого									3576	4866

Запишем технологический маршрут обработки, а также соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска в таблицу.

                                                   ,

где    r_к.о. – общая кривизна заготовки, мкм;

r_ц – погрешность зацентровки, мкм;

=500 мкм

                                                             ,                                                     

где    D_к – удельная кривизна стержня, D_к = 1 мкм/мм;

L – длина обрабатываемой поверхности, L = 88 мм;

                                                    

Погрешность зацентровки определим по формуле

                                                     ,                                      (7.3)

где δ_з – допуск на поверхность, используемой в качестве базовой