Технологический процесс механической обработки детали - фитинг

Деталь «Фитинг» предназначен для соединения задней переборки с каркасом
пола. Устанавливается между шпангоутами 40 и 41, ниже 20-го стрингера.
На «Фитинги» устанавливается гидроцилиндр, который служит для открытия
и закрытия створок водобака. Крепёж с каркасом пола осуществляется при
помощи карточек, заклёпочным соединением.


Содержание

5. Разделительный лист «ОБЩАЯ ЧАСТЬ».
5.1 Введение.
5.2 Конструкция и служебное назначение детали.
5.2.1 Краткое описание сборочной единицы детали.
5.2.2 Конструкция детали.
5.3 Материал детали и его свойства.
5.4 Анализ технологичности.
5.4.1 Расчет на технологичность.
5.4.2 Качественный анализ технологичности.
5.5 Выбор и обоснование типа производства.
6. Разделительный лист «ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ».
6.1 Определение количества деталей в партии и периодичность ее запуска.
6.2 Анализ заводского технологического процесса.
6.3 Краткая характеристика разрабатываемого технологического процесса.
6.4 Выбор вида заготовки и способ её получения.
6.5 Расчет припусков.
6.6 Выбор оборудования.
6.7 Выбор приспособлений и режущих инструментов.
6.8 Метод и средства контроля детали.
6.9 Расчет режимов резания.
6.10 Нормирование операций.
6.11 Расчет и кодирование программ на заданные операции, и их контроль.
6.12 Запись программ на программоноситель и их контроль.
6.13 Описание последовательности наладки станка с ЧПУ.
6.14 Оценка прогрессивности разработанного тех.процесса.
7. Разделительный лист «РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ».
7.1 Описание работы спроектированного приспособления и обоснования выбранной конструкции.
7.2 Расчёт приспособления на усилие зажима, расчёт погрешности базирования.
8. Разделительный лист «ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ».
8.1 Организация работы участка станков с ЧПУ и рабочего места оператора.
8.2 Организация технического обслуживания и ремонта станков с ЧПУ.
9. Разделительный лист «ОХРАНА ТРУДА».
9.1 Техника безопасности при выполнении операций технологического процесса изготовления детали «Фитинг»

 
9.2 Опасные и вредные факторы для здоровья человека при выполнении операций разрабатываемого технологического процесса.
9.3 Пожарная безопасность.
9.4 Охрана труда.
10. Разделительный лист «ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РАСХОДЫ».
10.1 Описание детали.
10.2 Организация работы участка.
11. Разделительный лист «ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ».
11.1 Экономические расчеты.
11.2 Результирующая часть.
12. Список используемой литературы.
13. Готовые программы.
14. Технологический процесс.
15. Отзыв руководителя и рецензия руководителя.


















5.2.2 Конструкция детали.

Описание конструкции детали – форма, габаритные размеры, точность, шероховатость и назначение отдельных конструкций детали.
Деталь «Фитинг»сложной конструкции, имеет средние габаритные размеры:
длина 540 мм, ширина 160 мм, высота 190 мм.
К конструкционным особенностям детали относится – наличие подошвы для
крепления к кронштейну крепления гидроцилиндра, который крепится
стальными болтами.
Два отверстия диаметром 10мм являются базовыми, изготавливаются по 9 квалитету и
Остальные поверхности обрабатываются с точностью по ОСТ 1 00022-80 и .



















5.3. Материал детали и его свойства.
В 93 п.ч.Т3- высокопрочный алюминиевый сплав, упрочняемый
Термообработкой, деформируемый, повышенной чистоты.

Основную часть составляет Al, остальное: Cu - 0,8 -1,2%; Mg - 1,6-2,2;
Mn – 0,1%; Fe – 0,2-0,4%; Si – 0,1%; Zn – 6,5-7,3%; Ti – 0,1%.

Таблица No5.1

Марка

В93 п.ч.Т3 Механические свойства.
  ,
кгс/мм



НВ
  % 
 
46 
8 
12 
150


Таблица No5.2

Марка

В93 п.ч.Т3 Физические свойства.
  ,
г/см
,
кал/ см С


 2,8 0,28 3,6


- предел прочности при растяжении (кгс/мм)
- относительное удлинение (%)
- относительное сужение (%)
НВ – твёрдость по Бринеллю
- плотность (г/см )
- коэффициент теплопроводности (кал/ см С )
- коэффициент линейного расширения ( )














5.4. Анализ технологичности.
Конструктивные формы деталей определяются их служебным назначением.
Однако деталь, сконструированная без учета требований технологии ее изготовления, может оказаться неэкономичной. Поэтому при разработке конструктивных форм деталей необходимо учитывать требования технологии их наиболее экономичного изготовления. Под технологичностью конструкции понимают соответствие конструкции требованиям минимальной трудоемкости и материалоемкости.
Правила выбора показателей технологической конструкции изделия на-правлены на повышение производительности труда, снижение затрат и со-кращение времени на проектирование, технологическую подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия при обеспечении его необходимого качества.
Наиболее важные показатели технологичности конструкции детали: трудоемкость её изготовления, удельная материалоемкость, коэффициент использования материала, технологическая себестоимость. Трудоемкость и материалоемкость изготовления детали зависят не только от конструкции, но также и от выбранного технологического процесса, его оснащения и режимов обработки.
Конфигурация детали должна быть такой, чтобы для ее изготовления можно было использовать высокопроизводительные методы и выбрать удобную базу для установки заготовки в процессе обработки. Заданные точность и шероховатость поверхностей заготовки или детали должны быть обоснованы ее служебным назначением, так как завышенные требования по точности и шероховатости вынуждают вводить дополнительные операции, удлиняют цикл обработки, увеличивают трудоемкость процесса обработки и повышают себестоимость детали. Стандартизация и унификация деталей и их элементов способствуют уменьшению трудоемкости процессов производства и снижению себестоимости деталей в связи с увеличением серийности выпуска и унификацией станочных наладок.

5.4.1 Расчет на технологичность.

1. Коэффициент точности обработки.
, (5.1)
где Аср. – средний квалитет точности обработки.

, (5.2)
где ni – число размеров чертежа соответствующих квалитетов точности.

- 2 поверхности по 9 квалитету
- 1 поверхность по 13 квалитету
- 77 поверхностей по 14 квалитету





Деталь технологична по точности обработки, так как коэффициент точности обработки приближается к 1.

2. Коэффициент унификации конструктивных элементов.

, (5.3)
где Qу.э – число унифицированных конструктивных элементов.
Qэ. – число конструктивных элементов.

R12-2 R10-5
R5-9 1х45-4
R15-4

87 - конструктивных элементов.
61 - унифицированных конструктивных элементов.

Поэтому коэффициенту деталь также технологична.
3. Коэффициент шероховатости поверхностей.

(5.4)
где Бср.- средняя шероховатость поверхностей, определяемая в значениях параметра мкм.
(5.5)


По коэффициенту шероховатости деталь считается технологичной.

4. Коэффициент использования материала.
, (5.6)
где Мд – масса детали по чертежу, кг.
Мз – масса материала заготовки с возможными технологическими
потерями, кг.



По этому коэффициенту деталь является нетехнологичной. Для повы-шения технологичности, а также в целях экономии материала и времени на обработку детали в данном проекте в качестве заготовки применяется штамповка.

5.4.2. Качественный анализ технологичности детали.

Конструкция детали состоит в большей части из унифицированных и стандартизированных элементов.
Применяемая в качестве заготовки – поковка приводит к повышенному расходу материала в условиях среднесерийного производства. Для данного типа производства выгоднее использовать горячую штамповку.

Общая характеристика конструкции детали.

Данная деталь имеет достаточную жесткость конструкции, однако не совсем удобные поверхности для крепления. Деталь можно обработать на станке с ЧПУ с минимальным объемом доработок на универсальных станках.
В качестве упорной и направляющей базы можно использовать два отверстия ф10Н9 с шероховатостью 1,6. В качестве установочной базы можно использовать поверхность с шероховатостью 6,3. Данное сочета-ние обеспечивает достаточную жесткость и точность крепления детали.









5.5. Выбор и обоснование типа производства.

Организация производства и характер технологического процесса меняются в зависимости от количества изготовляемых на заводе машин и их трудоемкости. Условно производства делят на следующие типы: единичное, серийное и массовое. Отнесение заводов и даже цехов к тому или иному типу производства является несколько условным, так как на одном заводе или в цехе могут быть различные типы производства. Обычно исходят из того типа производства, который является на заводе преобладающим.
Тип производства определяет выбор технологического оборудования, степень механизации и автоматизации производственных процессов, технологического оснащения и в целом технологического процесса.
Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.
Тип производства определяется коэффициентом

(5.7)

где Q-число различных операций;
РМ-число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.
Также тип производства можно определить используя данные о годовом объеме выпуска и массе детали.
Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали приведена в таблице 5.3

Таблица 5.3
Производство Число обрабатываемых деталей 1 типа размеров в год.
 Тяжелых (массой более 100 кг.)  Средних (массой от 10 до 100 кг.) Легких (массой до 10 кг.)
Единичное До 5 До 10 До 100
Мелкосерийное 5-100 10-200 100-500
Среднесерийное 100-300 200-500 500-5000
Крупносерийное 300-1000 500-5000 5000-50000
Массовое Более 1000 Более 5000 Более 50000

При заданном объеме выпуска 700 штук и массе детали 2,085 кг выбираем среднесерийное производство.
Серийным называют производство, при котором изготовление детали ве-дется партиями и сериями, регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени. В таком производстве используют высокопроизводительное оборудование,
где наряду с универсальным применяют специализированное и даже
специальное оборудование. При этом широко используют переналаживае-мые быстродействующие приспособления, универсальный и специальный режущий и измерительный инструмент, увеличивающие производительность. Оборудование, предназначенное для обработки заготовок, выпускаемых в большом количестве, располагают по ходу технологического процесса; часть оборудования располагают по типам станков цикл изготовления продукции при серийном производстве по сравнению с единичным производством короче, а себестоимость выпускаемой продукции ниже.
Серийное производство условно подразделяют на три вида: крупносерийное (близкое к массовому), серийное и мелкосерийное (близкое к единичному). Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства.






































6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ














 










6.1. Определение количества деталей в партии и периодич-ность ее запуска.

Изготовление деталей или изделий партиями – характерная особенность серийного типа производства.
Производственная партия – группа заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в течении определенного интервала времени.
Операционная партия – производственная партия или её часть, поступающая на рабочее место для выполнения технологической операции.
От размера операционной партии деталей зависят нормы штучно-калькуляционного времени на операцию, а так же ряд важных технико-экономических показателей: коэффициент использования материала, сте-пень использования специализированного оборудования и оснастки, квалификация рабочих и т.п.
Увеличение количества деталей в операционной партии является положи-тельным фактором, т.к. с повторением одних и тех же приёмов работы воз-растает навык рабочего, а следовательно, растёт уровень производительности труда. Кроме того, чем больше операционная партия, тем меньше подготовительно-заключительное время, меньше штучно-калькуляционное время на операцию и ниже себестоимость детали.
С другой стороны, неоправданное увеличение размера операционной партии отрицательно сказывается на производственном процессе - увеличивается незавершённое производство, растут площади, занятые цехами и межоперационными складами, заготовок и деталей, и оборотные средства, уменьшается их оборачиваемость.
Размер операционной партии деталей в штуках определяется по формуле:

(6.1)
где N- количество деталей одного наименования и размера в годовом объёме выпуска изделий, шт;
t- необходимый запас заготовок на складе (для средних деталей t=5дн.);
Ф- число рабочих дней в году (Ф=230дн.).



В связи с тем, что размер партии должен быть кратным годовому объёму выпуска, его необходимо откорректировать. Следовательно, действительный размер партии составит
Периодичность запуска партии определяется по формуле:
(6.2)



Следовательно, запуск партии будет производиться через каждые 2 дня. 




































6.2. Анализ заводского технологического процесса.

В качестве заготовки в базовом тех.процессе принята поковка, получаемая свободной ковкой. Так как конструкция детали имеет достаточно сложную форму, при производстве поковки введены большие припуски и напуски (упрощающие форму заготовки). Это привело к увеличению веса заготовки - коэффициент использования материала составил 0.1 – что является достаточно низким показателем.

Маршрут обработки детали «Фитинг»
Таблица No6.1
No опера-ции Нормирование и
содержание операции Оборудование Приспособление
1 2 3 4
005 Входной контроль.
  К/стол
010
 Разметка. Штангенциркуль
чертилка Плита 2500х1600
015 Фрезерная.
 ФП17М Прихват
020 Фрезерная.
 ФП17М Прихват
035-055 Фрезерная.
 ВМ127М Тиски
060 Фрезерная с ЧПУ.
 ФП-17М Прихват.
065 Слесарная.
  Верстак.
070 Транспортирование.
 Электрокара
Эп-006 Плита 2500х1600
080 Контрольная. Штангенциркуль Контрольный стол
095-145 Фрезерная с ЧПУ. ФП-17М Приспособление
Прихват
150 Фрезерная. ФП17М
 Прихват
155-185
 Фрезерная с ЧПУ. ФП-17М Приспособление
Прихват
190
 Слесарная. Напильник. Верстак


 
195
 Правка. Пресс гидравлич.
RUE-250 
205
 Фрезерная. 6Н13ГН-1 Тиски
210
 Контрольная.
  Контрольный
стол

В базовом техпроцессе:

4 операции с применением металлорежущих станков.
11 операций контрольных.
7 операций слесарных.
4 операции вспомогательных.

Механическая обработка детали проводится на универсальных станках. В базовом техпроцессе используются тиски, прихваты, что увеличивает время настройки. Т.к. деталь имеет сложный контур, то при обработки требуется большое количество переустановов, что снижает точность обработки, а так же увеличивает время на установку и настройку.
Большое количество контрольных операций обуславливается необходимостью постоянно контролировать размер, т.к. вся обработка ведется по разметке.
Для обработки детали используется быстрорежущий инструмент, что увеличивает время обработки, снижает стойкость инструмента, увеличивает трудоемкость на изготовление деталей.
В качестве приспособлений используется тиски, прихваты, что снижает точность изготовления детали, увеличивает время на установку, переуста-новку, настройку.
Применение набора дисковых фрез позволяет точно изготовить позы.
Вывод:
Данный техпроцесс не подходит для серийного производства. Предлагаю использовать станки с ЧПУ, специальные приспособления, обработку вести твердосплавным инструментом, обработку отверстий, пазов вести аналогично базовому техпроцессу, но использовать другое оборудование и приспособление. Совокупность выше сказанных предложений значительно сокращает время на обработку и повышает точность обработки при высокой производительности.






6.3. Краткая характеристика разрабатываемого технологи-ческого процесса.
Разработка технологического процесса должна быть направлена на повышение технического уровня производства, качества продукции и производительности труда.
Для среднесерийного производства технологический процесс следует разрабатывать по принципу группового метода обработки деталей, дающего возможность эффективно применять на универсальном оборудовании специализированную высокопроизводительную технологическую оснастку и повышать производительность труда. В среднесерийном производстве нашли применение станки с числовым программным управлением (УЧПУ).
Станки с ЧПУ не требуют длительной переналадки при переходе на обработку от одной заготовки на другую, что позволяет на данных станках производить процесс обработки широкой номенклатуры заготовок.
Применение станков с ЧПУ в условиях среднесерийного производства позволяет увеличить производительность труда, сократить сроки подготовки производства (на 50-70No), снизить себестоимость изготовления деталей, а также использовать труд рабочих более низкой квалификации.
При разработке технологических операций необходимо особое внимание уделять выбору баз для обеспечения точности обработки деталей и выполнения технических требований чертежа.
Основным преимуществом разрабатываемого тех.процесса перед базовым является то, что в качестве заготовки применяется штамповка. Это позволит снизить расход материалов, трудоемкость обработки и себестоимость процесса изготовления детали.
Подготовка баз для программной обработки проводится на универсальном оборудовании.
Обработка наружного и внутреннего контура, карманов, ступенек и ребер жесткости проводится на многоинструментальном фрезерном станке с ЧПУ с применением специального фрезерного приспособления.
Для повышения точности обработки и уменьшения вспомогательного времени я предлагая применить следующие оснастки:
1. Кондуктор – для сверления двух базовых отверстий ф10Н9
2. Специальное фрезерное приспособление - для обработки детали с двух
сторон на станках с ЧПУ.

Краткое описание обработки.

I - ый этап.
Цель операции: обработка базовой поверхности на универсальном станке
и двух отверстий под базы с применением кондуктора.
 

Режущий инструмент: торцевая фреза ф50 ГОСТ 23247-78,
сверло-зенкер ф9.8, развертка ф10Н9.
Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ 125-0.1 ГОСТ 16-89.
Средство контроля: калибр-пробка ф10Н9, специальный контроль для контроля расположения двух отверстий ф10Н9.

II - ой этап.
Цель операции: обработка остальных поверхностей детали
(предварительно и окончательно) на станке с ЧПУ.
Наиболее рационально провести обработку на станке с ЧПУ (много инструментальном) в специальном приспособлении. В ходе выполнении операции необходим технологический останов для переустановки прижимов. Деталь базируется на двух пальцах ф10Н9.
Режущий инструмент: фрезы концевые- ф30R5,ф20R5.
Мерительный инструмент: ШЦ- I 250-0.05, стенкомер С-10Б-0.1.
Средства контроля: радиусный шаблон.

III - ий этап.
Цель операции: доработка всех поверхностей в ручную.
Снятие заусенцев, притупление острых кромок, покрытие Ан.Окс.Хр.
и маркировать 4 шрифтом.






















6.4. Выбор вида заготовки и способ ее получения.

В базовом техпроцессе в качестве заготовки используется поковка, что весьма не технологично, т.к. коэффициент использования материала очень низкий, что не экономично.
Процесс получения штамповок – это обработка поковок под давлением и придание им заданных форм и размеров, наиболее приближенных к детали. Процесс получения – сечения материала предварительно ограниченного штампом.
Штамповка имеет ряд преимущественных характеристик:
1. Высокая производительность.
2. Однородность и точность получения штамповки.
3. Достаточно высокая точность.
4. Возможность получения штамповок очень сложной формы.
Существуют следующие виды штамповок:
1. В закрытом штампе.
2. В открытом штампе.
Первый способ более трудоемкий при расчете необходимого количества материала, чем открытый штамп, тем не менее, он наиболее экономичен, т.к. коэффициент использования материала при данном методе получения заготовки. В условиях серийного производства наиболее эффективно использовать в качестве заготовки штамповку, изготавливаемую в закрытом штампе.
Горячие штамповочные заготовки могут получать различными способами в зависимости от конструкции, размеров и материала.
Изготовление штамповок:
1. На кривошипных горячештамповочных прессах.
2. На гидропрессах.
3. На фрикционных прессах.
4. Выдавливанием.
Я предлагаю использовать изготовление штампа на кривошипных горячештамповочных прессах. Они обеспечивают улучшенные условия труда,
вследствие меньших шумовых эффектов, вибраций и сотрясений почвы,
более высокая производительность.
При проектировании формы заготовки я использую напуски для после-дующего обеспечения базы при механической обработки детали.
Конструкция штамповки обязательно должна содержать штамповочные уклоны 5-7 и радиусы переходов для возможности извлечения заготовок из
штампа.




 6.5. Расчет припусков.

Любая заготовка, предназначенная для механической обработки, используется с припуском на размеры готовой детали (припуском на обрабработку).
Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности (к свойствам обрабатываемого предмета труда или его поверхности относятся размеры, формы, твердость, шероховатость и т.п.).
Операционный припуск – припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции.
Промежуточный припуск – припуск, удаляемый при выполнении одного технологического перехода.
Величина припусков на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от ряда факторов, степень влияния которых различна. К числу основных факторов относятся следующие: материал, конфигурация, размеры, вид, и способ изготовления заготовки, требования в отношении механической обработки, шероховатости поверхности и точность размеров детали.
В величину припуска, снимаемого при первых черновых операциях, входит также дефектный слой. Дефектный слой включает в себя выпуклости, вмятины, раковины трещины, погрешности формы и размеров заготовок.
В машиностроении широко применяются 2 метода определение припусков на обработку деталей: опытно-статистический и расчетно-аналитический. При определении припусков по опытно-статистическому методу общие и промежуточные величины берутся по таблицам ГОСТов, справочных данных, составленных на основании обобщения и систематизации производственных факторов. Основное преимущество опытно-статистического метода – экономия времени на установление припусков.
Расчетно-аналитический метод определения припусков, разработанных профессором В.М. Кованом, учитывает конкретные условия выполнения технологического процесса обработки и позволяет получить более точные значения припусков.
Чтобы правильно определить величину минимального межоперационного припуска, необходимо учесть глубину дефектного слоя, среднюю высоту микронеровностей от предшествующего технологического перехода, суммарное значение относительно базовых поверхностей заготовки и погрешности установки, то есть базирования заготовки и закреплении на выполняемом переходе и операции.






 


1. Определяем маршрут обработки с параметрами точности и шероховатости (табл.5, стр.181, (4.2))

Таблица No6.2
Название
перехода Шероховатость,

Глубина
дефектного
слоя, h Квалитет Отклонение
0. Заготовка
 160 200 - +700
-400
1. Фрезерова-ние
черновое 32 50 12 -140
2.
Фрезерование
чистовое 10 15 11 -100


2.2.1 Аналитический метод.

Пространственные отклонения:

(6.3)
где:

= ∆х – удельная кривизна = 0,7 мкм ( [2],т.1 с.186 т.17 )
- различные смещения при производстве заготовок = 0,45 мкм
( [2],т.1 с.146 т.23 )

мм

(6.4)

- коэффициент уточнения ( [2],т.1 с.190 т.29 )








Погрешность установки :

(6.5)
где:
- погрешность базирования.
(6.6)
(6.7)
L = 540 мм
а = 295 мм
Smax1 = Smax2 = ES – ei = 36-0 = 36 мкм (6.8)
S1 + S2/ 2L = 36 + 36/2*540 = 0.067
295*0.067 = 19.76 = 19 мкм



- погрешность закрепления.

= 90 ( [2],т.1с.41т.14 )








Таблица No6.3.
Наименование
перехода Шероховатость,

Глубина
дефектного
слоя, h Квалитет Отклонение
0. Заготовка
 160 200 832 __
1.
Фрезерование
черновое 32 50 50 0
2.
Фрезерование
черновое 10 15 3 95

Минимальный припуск.

(6.9)
где:
- шероховатость поверхности после предшествующего перехода;
- глубина дефектного слоя после предшествующего перехода;
- пространственные отклонения, оставленные после предшествующего перехода;
- погрешность базирования.



Максимальный припуск.

(6.10)
где:
Td - допуск на размер












Таблица No6.4.
Наименование
перехода Размер с предельными отклонениями, мм Припуск, мм
2.Фрезерование
чистовое 3 0.52
1.Фрезерование
черновое 5.520 2.9
0.Заготовка 6.42 

Общий припуск составил:

Zобщ (6.11)

Zобщ =2(1450+260)=3420 мкм.

2.2.2. Табличный метод.

По таблице определим общий припуск на одну сторону, он составил 3 мм.

Вывод:
Т.к. аналитический метод более точно определяет припуски для назначенного маршрута обработки, то принимаем припуск на обработку Zобщ =3.4 мм.
Рассчитанные припуски позволяют получить более стабильное качественное изготовление деталей, сократить до минимума количество отходов, увеличить коэффициент использования материалов.
 












6.6. Выбор оборудования.

Технологическое оборудование – орудие производства, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка и при необходимости источник энергии. К технологическому оборудованию относятся литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т.п.
Выбор станочного оборудования является одной из важных задач при разработке технологического процесса механической обработке заготовки. От правильного его выбора зависит производительность изготовления делали, экономное использование производственных площадей, механизации, и автоматизации ручного труда, электроэнергии и в итоге себестоимость изделия.
В зависимости от объема выпуска изделий выбирают станки по степени специализации и высокой производительности, а также станки с числовым программным управлением.
При выборе станочного оборудования необходимо учитывать:
- характер производства;
- метод достижения заданной точности при обработке;
- необходимую сменную (или часовую) производительность;
- соответствие станка размерам детали;
- мощность станка;
- удобство управления и обслуживания станка;
- габаритные размеры и стоимость станка;
- возможность оснащения высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации.
При среднесерийном производстве на одном станке выполняют несколько различных операций, поэтому выбранный станок должен удовлетворять техническим требованиям всех намеченных обработок. В массовом производстве каждый станок предназначен для выполнения одной операции и должен удовлетворять не только всем требованиям данной обработки, но и обеспечивать заданную производительность.
С целью экономного расходования электроэнергии обработку небольших деталей следует планировать на станках меньших размеров, имеющих соответственно менее мощные электродвигатели. При этом необходимо помнить, что разные станки дают разную точность обработки.
Для обработки данной детали применяются следующие станки: вертикально-фрезерный станок 6Р81, вертикально-сверлильный станок 2Н125 и специальный фрезерный станок с программным управлением ФП-17СМН.

 
 

 
Вертикально-сверлильный станок 6Р81 предназначен для многоинструментальной обработки деталей сложного профиля, изготавливаемых из алюминиевых и магниевых сплавов, концевыми и дисковыми фрезами в условиях серийного производства.

Техническая характеристика.

Таблица No6.7
Размер рабочей поверхности стола, мм:
Ширина
Длинна 
250
1000
Наибольшее перемещение стола, мм:
Продольное
Поперечное
Вертикальное 
800
280
420
Перемещение гильзы со шпинделем, мм 70
Наибольший угол поворота шпиндельной головки, o  ±45
Внутренний конус шпинделя, мин
50
Число подач стола 18
Частота вращения шпинделя, мин
10-1600
Число подач стола 18
Подача стола, мм/мин
Продольная и поперечная
Вертикальная 
25-1250
8,3-416,6
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин
Продольная и поперечная
Вертикальная 
3000
1000
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт. 7,0
Габаритные размеры:
Длина
Ширина
Высота 
2305
1950
2020
Масса (без выносного оборудования), кг. 3120










Вертикально-сверлильный станок 2Н125 предназначен для обработки
отверстий диаметром до 25 мм в деталях сравнительно небольшого размера.
Техническая характеристика.

Таблица No6.8
Наибольший условный диаметр сверления, мм 25
Размеры рабочей поверхности стола, мм:
Ширина
Длина 
400
450
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 750
Вылет шпинделя, мм 300
Наибольшее вертикальное перемещение, мм:
Сверлильной головки
Стола  
170
300
Конус Морзе отверстия шпинделя 4
Частота вращения шпинделя, мин
45-2000
Число подач шпинделя 9
Подача шпинделя, мм/об 0,1-1,6
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт. 2,2
Габаритные размеры, мм:
Длина
Ширина
Высота  
1030
825
2535
Масса, кг. 1200


Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ ФП-17СМН с коронкой на восемь
инструментов, позволяющий производить по числовой программе не только
фрезерную обработку, но и сверление, зенкерование, развертывание и
растачивание отверстий.











Техническая характеристика.

Таблица No6.9
Размеры рабочей поверхности стола, мм:
Ширина
Длина 
500
1600
Наибольшее перемещение рабочих органов, мм:
Продольное
Поперечное
Вертикальное 
1000
500
640
Частота вращения шпинделя, мин
20-2500
Скорости движения подач, мм/мин 0-2400
Скорость ускоренного хода, мм/мин 4800
Количество инструментов 8
Тип устройства ЧПУ Н33-2М
Количество одновременно управляемых координат 2
Дискретность перемещения рабочих органов, мм 0,01
Мощность главного привода, кВт 8
Масса станка, кг 18000

























 
6.7 Выбор приспособления и режущего инструмента.

6.7.1 Выбор приспособлений.

Одна из важнейших задач разработки технологического процесса - уста-новление вида и конструкции приспособления.
Приспособление – технологическая оснастка, предназначенная для закрепления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции.
Выбранные приспособления должны способствовать повышению производительности труда, точности обработки, улучшений труда, ликвидации предварительной разметки заготовки и выверки их при установке на станке.
Применение станочных приспособлений и вспомогательных инструментов при обработке заготовок дает ряд преимуществ: повышает количество и точность обработки деталей; сокращает трудоемкость обработки заготовок за счет резкого уменьшения времени, затрачиваемого на установку, выверку и закрепление; расширяет технологические возможности станков; создает возможность одновременной обработки нескольких заготовок, закрепленных в общем, приспособлении.
Правила выбора технологической оснастки предусматривают шесть систем технологической оснастки, которые предназначены для выполнения различных видов работ в зависимости от типа производства.
К системам технологической оснастки относятся системы:
- неразборной специальной оснастки (НСО);
- универсально-наладочной оснастки (УНО);
- универсально-сборной оснастки (УСО);
- сборно-разборной оснастки (СРО);
-универсально-безналадочной оснастки ( УБО).
В условиях крупносерийного и массового производства следует применять быстродействующие специальные станочные приспособления с пневматическими и другими приводами зажима в процессе обработки детали.
В мелкосерийном и серийном производстве следует применять стандарт-ные универсальные приспособления: патроны, машинные тиски, поворотные столы, кондукторные приспособления, предусматривая для них дополнительные наладки для заданного изделия.
Для детали «Фитинг» применяется специальное фрезерное при-способление с гидравлическим приводом зажима ДП.1201.00.12.16.04 для фрезерной операции на станке с ЧПУ. Использование данного приспособления позволит сократить временные затраты на наладку станка, на установку и закрепление детали.
 
 
Также в данном проекте используется контрольное приспособление ДП.1201.00.12.16.05, по средствам которого контролируется расстояние между базовыми отверстиями.

6.7.2 Выбор режущего инструмента.

Инструмент – это технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния (состояние предмета труда определяется с помощью шаблона и измерительного).
Конструкция и размеры инструмента для заданной операции зависят от вида обработки, размеров обрабатываемой поверхности, свойств материала заготовки, требуемой точности обработки и шероховатости обрабатываемой поверхности.
При выборе режущего инструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но, когда целесообразно, следует применять специальный, комбинированный, фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.
Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижения себестоимости обработки. Выбор материала для режущего инструмента, зависит от формы и размеров инструмента, материала обрабатываемой заготовки, режимов резания и типа производства.
Для обработки отверстий детали «Фитинг» применяются следующие инструменты:

Инструменты для обработки отверстий.

Сверло 2301-0193 Р6М5 ГОСТ 10903-77
Спиральное сверло служит для обработки отверстий в сплошном материале,
А также для предварительно подготовленного отверстия.

Развертка 2331-0158 Р6М5 ГОСТ 1672-80
Металлорежущий многолезвийный инструмент, предназначенный для
Предварительной и окончательной обработки цилиндрических отверстий
6-11-го квалитета.

Инструменты для фрезерной обработки детали.

Фреза концевая d = 50, R5 2223-3325 ГОСТ 23248-78 Р6М5
Фреза концевая d = 30, R5 2223-3051 ГОСТ 23248-78 Р6М5
Фреза концевая d = 20, R5 2223-1361 ГОСТ 23247-78 Р6М5

 
6.8 Методы и средства контроля детали.

Под контролем в широком смысле имеется в виду понятие, включающее в себя определение как количественных, так и качественных характеристик, например, контроль дефектов наружной поверхности, контроль внутренних пороков металла и др.
В технике наряду с понятием «контроль» широко применяется понятие «измерение».
Измерение – нахождение физической величины с помощью специальных технических средств.
Точность измерений – качество измерений, отражающее близость их ре-зультатов к истинному значению измеряемой величины.
Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Под методом измерения понимается совокупность используемых измери-тельных средств и условий их применения.
Методы измерения зависят от используемых измерительных средств и условий измерений и подразделяются на абсолютные, сравнительные, прямые, косвенные, комплексные, элементные, контактные и бесконтактные.
Абсолютный метод измерения характеризуется тем, что прибор показывает абсолютное значение измеряемой величины.
Сравнительный метод отличается тем, что прибор показывает отклонение значения измеряемой величины от размера установочной меры или иного образца.
Так, к абсолютному методу относят измерение микрометром, штангенциркулем, длинномером, а к сравнительному измерение оптиметром, индикаторным нутромером.
Прямой метод измерения заключается в том, что значение искомой величины или ее отклонение отсчитывают непосредственно по прибору. К этому методу относят контроль диаметров микрометром или индикатором на стойке.
При косвенном методе значение искомой величины или отклонение от нее находят по результатам измерения другой величины, связанной с искомой определенной зависимостью. Например, контроль угла синусной линейкой диаметром по длине дуги и углу, опирающемуся на нее.
Измерительные средства – это технические устройства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства ( например, различные измерительные приборы, калибры, лекальные линейки, плиты и т.д.).
Для контроля данной детали абсолютным методом применяются следую-щие средства контроля.
 
 
Для измерения наружных и внутренних размеров используются штангенциркули ШЦI-125-0,1 ГОСТ 166-89, ШЦII-250-0,05 ГОСТ 166-89,
ШЦ-160-0,05 ГОСТ 166-89.
Для контроля толщин детали применяют индикаторный стенкомер
С-10Б-0,1 ГОСТ 11358-89 с пределом измерения 10мм.
Сравнительный метод измерения для детали «Фитинг» включает в себя контроль межцентрового расстояния между базовыми отверстиями, с помощью контрольного приспособления ДП.1201.00.1216.05, измерение диаметров отверстий по средствам калибра-пробки ГОСТ 16780-71 (Ø 10Н9), измерение радиусов сопряжения радиусными шаблонами и контроль шероховатости обработанных поверхностей с помощью образцов шероховатости
ОШПИ СТП 0750 4910.08.303-97


6.9 Расчет режимов резания.

 
Разработка технологического процесса механической обработки заготовки обычно завершается установлением технологических норм времени для каждой операции. Чтобы добавиться оптимальных норм времени на операцию, необходимо в полной мере использовать режущие свойства инструмента и производственные возможности технологического оборудования.
При выборе режимов обработки необходимо придерживать определенного порядка, т.е. при назначении и расчете режимов обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования.
Существует два метода определения режимов резания: аналитический и статистический.
При определение режимов обработки аналитическим методом сначала устанавливают глубину резания в миллиметрах. Глубину резания назначают по возможности наибольшую, в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности и технологических требований на изготовление детали. После установления глубины резания устанавливается подача станка. Подачу назначают максимально возможную, с учетом погрешности и жесткости технологической системы, мощности привода станка, степени точности и качества обрабатываемой поверхности, по нормативным таблицам и согласовывают с паспортными данными станка. От правильно установленной подачи во многом зависит качество обработки и производительности труда. Для черновых технологических операций назначают максимально допустимую подачу. После установления глубины резания и подачи определяют скорость резания по империческим формулам с учетом жесткости технологической системы.
При определение режимов обработки статистическим (табличным) мето-дом используют нормативные в зависимости от выбранного типа производства и установленного вида обработки заготовки. Табличный метод определения режимов резания сравнительно прост. Определение режимов резания табличным методом широко применяют в производственных условиях, т.к. этот метод дает возможность ускорить разработку технологических процессов и сократить сроки подготовки к запуску изготовления данного изделия.







Определение режимов резания аналитическим методом для сверления двух отверстий Ø9,8 мм.

Операция: 020 сверлильная
Оборудование: 2Н125

Режущий инструмент: сверло 2301-0193 Р6М5
ГОСТ 10903-77 ( d=9,8;L=184;l=121 )

1. Глубина резания

,мм (6.12)
где Dс – диаметр сверла, мм

2. Подача при сверлении
,( [2], т.2с.277т.25 )

3. Скорость резания
, м/мин. (6.13)
где, Cv – поправочный коэффициент;
Т – стойкость сверла, мин;
q,m,y – показатели степени;
Kv- поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания
- ( [2],т.2с.278т.28 )

Т=90мин( [2],т.2с.279т.30 )
(6.14)
где, коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
коэффициент, учитывающий качество материала инструмента;
коэффициент, учитывающий глубину сверления.
0.8( [2],т.2с.263т.4 )
1.0( [2],т.2с.263т.6 )
1.0( [2],т.2с.280т.31 )






4. Частота вращения шпинделя.

, мин (6.15)


мин

Принимаем паспортную частоту вращения шпинделя

5. Действительная скорость резания.

, м/мин (6.16)



6. Крутящий момент.

(6.17)
где поправочный коэффициент;
коэффициент, учитывающий фактические условия обработки.
([2],т.2с.281т.32)
([2],т.2с.265т.10)


7. Осевая сила.
(6.18)
где ([2],т.2с.281т.32)



8. Мощность резания.
(6.19)



9. Основное время.
(6.20)
где L-длина рабочего хода сверла, мм.
мм (6.21)
где врезание сверла, мм;
 
глубина обрабатываемого отверстия, мм;
перебег сверла, мм.



принимаем



Определение режимов резания аналитическим методом для фрезерования
заготовки.

Операция: 015 фрезерная
Оборудование: 6Р81
Инструмент: фреза торцевая 2223-3325 Р6М5
ГОСТ 23247-78 D=50, L = 75, R =5.

1. Глубина резания.


2. Подача на один оборот фрезы.
([2],т.2с.285т.37)
Подача на один зуб фрезы.
(6.22)


3. Скорость резания.
(6.23)
([2],т.2с.289т.39)

Т=100 мин. ([2],т.2с.290т.40)
(6.24)
где, коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
коэффициент, учитывающий качество материала инструмента;
0.8([2],т.2с.263т.4)
0([2],т.2с.263т.5)
1.0([2],т.2с.280т.6)
 



4. Частота вращения шпинделя.
(6.25) 


Приведенная частота вращения шпинделя по паспортным данным


5. Действительная скорость резания.
(6.26)


6. Минутная подача.

(6.27)


Действительная подача на зуб фрезы.
(6.28)





7. Сила резания.

(6.29)
([2],т.2с.291т.41)
([2],т.2с.265т.10)



8. Крутящий момент.

(6.30)



9. Мощность резания.

  (6.31)



10. Основное время.
(6.32)
где L-длина рабочего хода фрезы, мм.
мм (6.33)
где врезание фрезы, мм;
глубина обрабатываемого отверстия, мм;
перебег фрезы, мм.



принимаем





6.10 Нормирование операций.

Одной из составных частей разработки технологического процесса является определение нормы времени на выполнение заданной работы.
Различают три метода нормирования: технический расчет по нормативам; сравнение и расчет по укрупненным типовым нормативам; установление норм на основе изучения затрат рабочего времени.
Технической нормой времени является время, которое устанавливается для выполнения определенной работы (операции), исходя из применения прогрессивных методов труда, плотного использования производственных возможностей (оборудования, площадей) и учета передового опыта