Курсовая работа: Проектирование технологического процесса механической обработки детали Корпус

Серийное производство, характерное для основной массы машиностроительных предприятий, предполагает периодическое повторение производства установленных серий изделий. Поэтому на рабочих местах выполняется несколько определенных, периодически повторяющихся операций.

В среднесерийном производстве заданная точность обработки деталей достигается методом автоматического получения размеров на настроенных станках. Станок предварительно настраивается таким образом, чтобы требуемая от детали точность достигалась автоматически, почти независимо от квалификации внимания рабочего. При этом повышается точность обработки и снижается появление брака; повышается производительность и экономичность производства.

В серийном производстве в процессе обработки партии деталей на настроенных станках при отсутствии влияния систематических или переменных систематических погрешностей размеры их не остаются постоянными. Фактические размеры отдельных деталей партии отличаются друг от друга и от настроенного размера на величину случайной погрешности и колеблются в некоторых пределах. В результате возникновения случайных погрешностей обработки происходит рассеивание размеров деталей, обработанных при одних и тех же условиях. Рассеивание размеров вызывается совокупностью многих причин случайного характера, неподдающихся точному предварительному определению и проявляющих свое действие независимо друг от друга. К таким причинам относятся:

- колебания в твердости обрабатываемого материала;

- колебания величины снимаемого припуска;

- колебание положения заготовки в приспособлении, связанные с

погрешностями и ее установки и базирования;

- колебания температурного режима обработки;

- затупление инструмента;

- колебания упругих отжатий элементов системы СПИД под влиянием нестабильных сил резания и т.п.

Задача управления точностью обработки и снижения ее погрешностей решается по нескольким направлениям:

- точностные расчеты и осуществление первоначальной настройки станков, обеспечивающие минимальные систематические погрешности, связанные с настройкой, и наибольший период работы станков без настройки;

- расчеты режимов резания с учетом фактической жесткости системы станок - приспособление - деталь, при которых обеспечиваются требуемое уточнение деталей в процессе их обработки;

- точное управление (ручное и автоматическое) процессом обработки и своевременное точное поднастройка станков.

Для серийного производства следует применять станки с числовым программным управлением, которые имеют возможность обрабатывать несколько поверхностей по специальным программам.

В целом, по анализируемому заводскому технологическому процессу обработки детали можно сказать, что выбор баз для операций техпроцесса сделан правильно, установка последовательности операций процесса соответствует заданной точности детали. Однако есть возможность для уменьшения припусков на обработку некоторых поверхностей, и уменьшения в целом массы заготовки.

Заводской технологический процесс для данного производства детали разработан правильно, однако заполнение технологических карт не совсем полно.

3.3 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме работ выпуска детали.

На выбор размеров и качества заготовки большое влияние оказывает конструкция и материал детали, ее шероховатость. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки. При выборе заготовки необходимо учитывать и экономичность ее производства.

Выбор заготовки для дальнейшей механической обработки является одним из важных этапов проектирования технологического процесса изготовления детали. От правильности выбора заготовки, установление ее форм, размеров, припусков на обработку, точности размеров и твердости материала в значительной степени зависят характер и число операций и переходов, трудоемкость изготовление детали, величина расхода материала и инструмента и, в итоге, стоимость изготовление детали.

В анализируемом заводском технологическом процессе обработки детали «корпус» способом получения заготовки применяется литье в песчаную форму. Данный способ является наиболее универсальным методом и наиболее широко применяется для корпусных деталей. В анализируемом технологическом процессе используется ручная формовка. Изготовление формы, в данном случае, требует больших затрат времени.

Для разрабатываемого технологического процесса обработки детали способом изготовления заготовки, выбираем литье в песчаные формы, так как это наиболее универсальный метод получения отливки, с машинной формовкой. Машинная формовка с применением металлических или деревянных моделей не требует рабочих высокой квалификации, ее применяют для малых и средних отливок в серийном и массовом производстве. Она обеспечивает более высокую производительность. Машинная формовка по сравнению с ручной позволяет получить более качественные однородные отливки со стабильными параметрами точности. Параметр шероховатости Ra = 5 … 20 мкм.

Точность отливок в целом характеризуется классом размерной точности (22 класса), степенью коробления (11 степеней), степенью точности поверхностей (22 степени), классом точности массы (22 класса) по ГОСТ 22645-85.

Для данной детали «корпус», массой 1,75 кг, с номинальным размером обработки присоединительных поверхностей 77 мм, по ГОСТ 26645-85 определяем:

- класс размерной точности отливки - 8;

- класс точности массы отливки - 9;

- степень коробления элементов отливки - 7;

- степень точности поверхности отливки - 11.

Точность отливки: 8 - 7 - 11 - 9 по ГОСТ 26645-85.

Припуск на механическую обработку данной отливки выбираем по таблицам припусков на механическую обработку цветных, легких сплавов. Выбираем припуск на обработку - 3мм.

3.4 Экономическое обоснование выбора заготовки

В данном курсовом проекте способом получения заготовки для среднесерийного производства выбрано литье в песчаные формы с машинной формовкой, в анализируемом заводском технологическом процессе - литье в песчаные формы с ручной формовкой. Выбранный метод получения заготовки практически аналогичен заводскому и не вызывает изменений в технологическом процессе механической обработки, но значительно менее трудоемкий, что уменьшает стоимость заготовки.

Проведем упрощенное сравнение возможных вариантов получения заготовки.

1. Коэффициент использования материала для данных способов получения заготовки одинаков. Он определяется:

Ки.м. = Мд = 1,75 = 0,71

Мз 2,45

где:

Мд - масса детали;

Мз - масса заготовки, кг.

Полученный коэффициент использования материала подходит для серийного производства, так как Ки.м. ? 0,5 - 0,6.

2. Сравнение методов получения заготовки на основании расчета стоимости заготовки.

Стоимость отливки (в рублях ), с учетом затрат при литье можно определить по формуле:

СЗ = М Ч ЦМ - МО Ч ЦО + Сз.ч. Ч ТШТ Ч (1 + СЦ/100),

где:

М - масса исходного материала на одну заготовку, кг;

ЦМ - оптовая цена на материал;

МО - масса отходов материала, кг, МО = МЗ - МД;

ЦО - цена одного килограмма отходов;

Сз.ч. - средняя часовая заработная плата основных рабочих по тарифу, руб/чел.-ч;

ТШТ - штучное время на литье заготовки, ч;

СЦ - цеховые накладные расходы. (принимаем 100 %).

Тогда, стоимость заготовки, при анализируемом заводском технологическом процессе, будет равна:

СЗзав = 2,5 Ч 50 - 0,75 Ч 25 + 67 Ч 0,4 Ч (1 + 100/100) = 160 руб.

Определяем стоимость заготовки при разрабатываемом технологическом процессе:

СЗраз = 2,45 Ч 50 - 0,7 Ч 25 + 50,3 Ч 0,2 Ч (1 + 100/100) = 125 руб

Определяем экономический эффект при сопоставлении способов получения заготовок при анализируемом заводском и разрабатываемом техпроцессах:

ЭЗ = (СЗзав - Сзраз) Ч N,

где:

N - годовая программа, N = 10 000 шт.

ЭЗ = (СЗзав - СЗраз) Ч 10 000 = (160 - 125) Ч 10 000 = 350 000 руб.

3.5 Выбор технологических баз

Выбор баз является один из важнейших вопросов при разработке технологического процесса деталей, т.к. правильным выбором баз в значительной степени обеспечивается точность обработки.

К основным принципам и требованиям, которыми целесообразно руководствоваться при выборе технологических баз, относятся следующие:

1) принцип совмещения баз, когда в качестве технологических баз принимаются основные базы, т.е. конструктивные базы используемые для определения положения детали в изделии;

2) принцип постоянства баз, когда на всех основных операциях используют одни и те же базы;

3) требование хорошей устойчивости и надежности установки заготовки.

На основе анализа технических требований к изделию и условий его эксплуатации выявляют конструкторские и сборочные базы детали и устанавливают технологические базы для всех предполагаемых операций ее обработки; одновременно с этим устанавливают последовательность обработки отдельных поверхностей.

Базирование необходимо на всех стадиях создания изделия: конструировании, изготовлении, измерении, а также при рассмотрении изделия в сборе. Это обстоятельство и положено в основу классификации баз ГОСТ 21495-76.

Для обеспечения наибольшей точности обрабатывания деталей всегда стремятся к принципу единства баз, т.е., чтобы конструктивная, технологическая и измерительная базы представляли собой одну и ту же поверхность детали.

При обработке корпусных деталей используются следующие методы базирования:

- обработка от плоскости, т.е. вначале окончательно обрабатывают установочную плоскость, затем принимают ее за установочную базу и относительно ее обрабатывают точные отверстия;

- обработка от отверстия, т.е. вначале окончательно обрабатывают отверстие и затем от него обрабатывают плоскость.

Более точной является обработка от отверстия, особенно при наличии в корпусах точных отверстий больших размеров и при высокой точности расстояния от плоскости до основного отверстия. Но наиболее чаще применяется обработка от плоскости, т. к. это базирование более простое и удобное.

Для выполнения конструктивных требований, предъявляемых к деталям класса корпусов, будем использовать принцип постоянства и совмещения баз и используем обработку от плоскости. Выберем за основную технологическую базу торцевую поверхность размера ш88f7, и будем использовать данную поверхность, как базовую при установке деталей при механической обработке. При изготовлении основных точных отверстий ш22Н7 данная поверхность будет базовая. При изготовлении другой точной поверхности ш88f7 и прилегающих к ней поверхностей, технологической базой принимается противолежащая торцевая поверхность детали - база Ж.

3.6 Выбор методов обработки поверхностей заготовки

Для ориентировочного выбора маршрута обработки элементарных поверхностей в зависимости от квалитета точности и шероховатости используем таблицы справочника технолога машиностроителя [1]. Выбираемые варианты обработки поверхностей заготовки записываем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Варианты методов обработки поверхностей.