Содержание.
Введение.

1.                        Общий раздел.

            Описание конструкции и служебное назначение детали.

            Технологический контроль чертежа детали анализ детали на технологичность.

2.Расчетная часть.

2.1Характеристика заданного типа производства.

2.2 Выбор метода и вида получения заготовки.

2.3Разработка маршрута обработки детали.

2.3.1               Анализ существующего технологического процесса

2.3.2               Разработка нового технологического процесса.

2.3.3               3 Характеристика выбранного оборудования

2.3.4               Описание Системы УЧПУ

2.4 Выбор и обоснование технологических баз.

2.5 Определение припусков на механическую обработку.

2.6 Выбор режущего, вспомогательного и мерительного инструментов.

2.7. Расчет режимов резания.

2.8 Расчет норм времени.

2.9 Технико-экономическое сравнение вариантов обработки детали.

Литература.

Приложения.


Введение.
Машиностроение является одной из ведущих отраслей промышленности нашей страны. Непрерывное совершенствование машин характеризуется возрастанием их мощности, а так же повышением их точности и надежности.

В создание Технологии Машиностроения крупный вклад внесли профессора Л.И. Соколовский, А.М. Каширин, Б.С. Балакшин, В.М. Ковал, М.Е. Егоров и другие. Эти ученые разработали теоретические основы технологии машиностроения, вопросы точности обработки деталей и жесткости системы  станок- приспособление- инструмент- деталь, теорию размерных цепей, типизацию Технологического Процесса и другие.

На современном этапе развития технологии трудно сосредоточить всю совокупность расширяющихся знаний во всех областях технологии производства машин в рамках одной специальности как технология машиностроения, технология литейного производства, технология ковки и штамповки и т.п.

В условиях массового и крупносерийного производства должны применяться заготовки экономичных форм с приближением их к формам готовых деталей и прокат специальных профилей, что значительно снизит трудоемкость обработки на металлорежущих станках.

В технологии обработки заготовок повысилось значение отделочных операций. Таким образом, при обработке заготовок  должны преобладать методы обработки поверхности абразивным инструментом, лезвийным инструментом без снятия стружки.

В методах обработок заготовок резанием наметилась и утвердилась замена однолезвийного инструмента многолезвийным.

В области станкостроения на место станков с ручным управлениям пришли станки с Численно Программным Управлением.

Целью данного дипломного проекта является разработка нового прогрессивного технологического процесса механической обработки детали “корпус поршня” с использованием станков с ЧПУ.


1.    
Общий раздел.
1.1      
Описание конструкции и служебное назначение детали.
Деталь «Корпус Поршня» имеет габаритные размеры ø360х310 и массу 122кг. Изготавливается из легированной стали 20Х ГОСТ 4543-71

Деталь используется в приводе токарного станка, и работает в агрессивной среде со статическими нагрузками, а также испытывает деформации растяжения и сжатия.

Основными поверхностями являются: внутренняя цилиндрическая поверхность ø285 H7 с шероховатостью 0,8 мкм, наружная цилиндрическая поверхность ø360 H11 с шероховатостью мкм(является конструкторской базой).

Вспомогательными поверхностями являются: отверстие ø25 H11с шероховатостью 3,2 мкм, 2 отверстия ø12мм, конусные поверхности ø335 и ø325 мм, внутренний уступ ø350

Остальные поверхности являются свободными.

Технические требования предъявляемые к заготовке:

по твердости HRC 101…143,штамповочные уклоны 5 ,класс точности Т2, группа сталей М2,Степень сложности С2.

Химические и физико-механические свойства представлены в таблицах 1.1.1 и 1.1.2

Таблица 1.1.1

Временное сопротивление разрыву, Н/мм2	Относительное удлинение/	Относительное сужение, %	Ударная вязкость, кгс/см2	Предел текучести, Н/мм2
600	11	40	6	650

Таблица 1.1.2




1.2      
Анализ технологичности детали.
На чертеже даны все размеры, сечения которые дают полное представление о детали, на основные размеры указаны допуски и шероховатости и имеются особые технические требования: HRC 101…143

Деталь технологична, так как поверхности можно обрабатывать проходными резцами, есть свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, способ получения заготовки довольно прост.

Деталь не технологична, так как жесткость детали не достаточна, т.к. она тонкостенная, и ограничивает режимы резания. Так же имеется 2 отверстия, расположенных под углом в 60,закрытый паз так же является недостатком.

Но в целом деталь достаточно технологична.

Количественный анализ технологичности детали.

При количественной оценке технологичности согласно ГОСТ 14.201-73 вычисляются коэффициенты К_уэ, К_тч, К­_ш, для этого составляют таблицу 1.2

Таблица 1.2

Наименование поверхности	количество поверхностей	количество унифицированных пов	квалитет	шероховатость
Наружные цилиндрические поверхности: ø360H11 ø335 ø325 ø305 Конус: Ø325 Ø335 Фаска 2Х 45 Внутренние цилиндрические поверхности: Ø 350 Ø285 Ø295 Конус Ø315 Уступ Ø 70 Отверстие: Ø25H11 2 отверстия Ø12	1 1 1 1 1 1 2   1 1 1 1 1 1 2	1 1 1 1 1 1 2 1 1 - 1 - - -	11 14 14 14 14 14 14 14 7 14 14 14 11 14	12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 0.8 12.5 12.5 6.3 3.2 6.3

Q_э=16                     Q_уэ=13

Коэффициент унификации конструктивных элементов

К_у.э= Q_уэ / Q_э=13/16=0.8

По этому показателю деталь технологична, так как К_у.э > 0,6

Коэффициент точности обработки





где n_i- число поверхностей детали, точностью соответствующей 1^му из 19^ти кв.; А_ср- средний квалитет точности.

По этому показателю деталь технологична, так как К_т.ч ≥ 0,8

Коэффициент шероховатости поверхности





где Б_ср-­­ это средняя шероховатость, мкм.; n- количество поверхностей соответствующего качества шероховатости. П–значения параметра шероховатости, R_a ; По этому показателю деталь технологична, так как К_ш < 0,32По проведённому анализу можно сделать вывод, что деталь технологична.
2.2 Выбор вида и метода получения заготовки.
Выбор вида и метода получения заготовки определяется: назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, типом производства, а также экономичностью изготовления.

Вид заготовки оказывает существенное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

В данном курсовом проекте проведем технико-экономический расчет двух возможных видов получения заготовки.

Выбираем следующие варианты заготовок: прокат и штамповка.

   а)                                                            б)



Рис.2.2 Виды заготовок (а – прокат; б – штамповка).
Для определения более рационального варианта заготовки произведем технико-экономический расчет показателей, коэффициента использования материала К_им, себестоимость изготовления заготовки S_заг.

Для подсчета показателей определяем массу заготовок по двум вариантам:



;       -прокат; -штамповка

   ,где

d – диаметр, см

L – длина, см

ρ – плотность материала, кг/см³

ρ= 0,00785 кг/см³

 кг.

m_шт=144 кг.(из данных чертежа)

Экономический эффект по использованию материала.

 руб.

S_m=28  – цена 1 кг материала, руб.

m_пр, m_шт – масса вариантов заготовок, кг.

Экономический эффект изготовления заготовки.

   , где

S_з1,S_з2 – себестоимость вариантов заготовки.

 руб.

Q – масса заготовки, кг

S – цена 1кг материала, руб.

q – масса детали, кг.

S_отх – цена отходов за тонну, руб.



К_м=1              К_т=1.06          К_с=0.7          К_в=0.78              К_п=0.5

руб.

 руб.

Таблица 2.2

Вид заготовки	Коэффициент использования материала	Себестоимость изготовления, руб.	Годовая экономия, руб.
Прокат Штамповка	0.5 0.85	7164 1166	15680000/299990000

Метод получения заготовки штамповкой экономичней, чем заготовка полученная прокатом.
2.3               
Разработка маршрута обработки детали.
2.3.1                 
Анализ существующего технологического процесса.

Для полноты разработки нового технологического процесса изготовления детали, необходимо проанализировать старый ТП. Основные данные по процессу представлены в таблице 2.3.1

Таблица 2.3.1

№ опер.	Наименование и содержание операции	Оборудование	Тш, мин.
005 010 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070	Заготовительная Слесарная Очистить от окалины Токарно-винторезная 1.Подрезать торец 2.Точить наружную поверхность 3.Точить конус 4.Точить наружную поверхность 5.точить конус 6.Точить наружную поверхность 7.Точить наружную поверхность ø305 Токарно-винторезная 1.Снять фаску 2.Расточить ø275 3.Расточить ø265 4.Расточить фаску Контрольная Токарно-винторезная 1.Расточить ø350 2.Расточить ø285 начерно 3.Расточить начисто 4.Расточить конус 5.Расточить ø295 6.Расточить уступ ø70 Контрольная Сверлильная 1.Сверлить отверстие ø12 2. Сверлить отверстие ø12 Сверлильная 1.Сверлить отверстие ø25 2.Зенкеровать отверстие 3.Сверлить по ввод фрезы Фрезерная 1.Фрезеровать окно Внутришлифовальная 1.Шлифовать начерно ø285 2.Шлифовать начисто Слесарная Моечная Приемочный контроль	16К20 16К20 16К20 2Р135 2Р135 6Р13 3К229В	0.78 6.8 6.2 19.6 8.56 1.26 16.9 3.84

Данный ТП имеет некоторые недостатки:

1 Нерациональность выбора заготовки;

2 Нерациональность выбора оборудования, используются устаревшие модели станков, которые не могут высокопроизводительно изготовить деталь и увиливают время на ее изготовление.

3 Неприменимость высокопроизводительных методов обработки.

Их можно устранить, заменив оборудование в 015; 020; 030; 040 и 045 операциях на более производительное. Применение станков с ЧПУ позволит сократить время на обработку и снизить себестоимость изготовления детали.

2.5      
Выбор вспомогательного, режущего и мерительного инструментов.
При разработке технологического процесса обработки детали большое значение, для повышения производительности и снижения себестоимости, имеет правильный выбор инструментов для  изготовления детали  и для контроля размеров. При выборе инструментов следует стремиться к применению стандартных инструментов, но если целесообразно, можно применять специальный, комбинированный или фасонный инструмент.

Режущий инструмент выбирают в зависимости от методов обработки, свойств обрабатываемого материала, требуемой точности и качеств поверхности.

Таблица 2.6

№ опер.	Вспомогательный, режущий и мерительный инструменты. Их ГОСТ и материал режущей части.
015	Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18879-73,резец расточной Т15К6 ГОСТ 18063-72, штангенциркуль ГОСТ 166-89,патрон 3-х кулачковый ГОСТ 16886-71
025	Резец расточной Т15К6 ГОСТ 18063-72, штангенциркуль ГОСТ 166-89,патрон 3-х кулачковый ГОСТ 16886-71
035	Сверло Р6М5 ГОСТ 2420-2-80,калибр-пробка ГОСТ 14809-89,зенкер Р6М5 ГОСТ 3231-71,специальное сверлильное приспособление
040	Фреза концевая ВК8 ГОСТ 17026-71, специальное приспособление
045	Шлифовальный круг 16167-80, штангенциркуль ГОСТ 166-89,патрон 3-х кулачковый ГОСТ 16886-71

2.6      
Подробная разработка двух операций технологического процесса.
Этот пункт делается для двух разнохарактерных операций технологического процесса таких, как токарная с ЧПУ и сверлильная. Производят расчет режимов резания аналитическим и табличным методом.

1.                 Определение режимов резания на токарную операцию с ЧПУ 025 .Точить ø360 начерно с одновременной подрезкой торца, расточить ø350 начерно с подрезкой торца, расточить ø285 начерно, расточить внутреннюю поверхность на чисто точить, точить конус Δ1:3,расточить внутреннюю поверхностьø295,расточить уступ ø70.

a.               Определение глубины резания.

На черновую обработку

Ø350 t₁=6 мм; ø360 t₂=4,5 мм; ø285 t₃=6 мм; ø70 t₄=2; конус Δ1:3 t5=6.

На чистовую обработку

Ø285 t₆=0.9 мм.

b.            Определение подачи.

S_oчер=0.45 мм/об

К_sд=0,95 – коэффициент зависящий от сечения державки резца;

К_sн=1.0 – коэффициент зависящий от прочности режущей части;

К_sm=0.9 – коэффициент зависящий от механических свойств обрабатываемого материала;

K_sy=0.9 – коэффициент зависящий от схемы установки заготовки;

K_sφ=1.0 – коэффициент зависящий от геометрических параметров резца;

K_su=1.0 – коэффициент зависящий от материала режущей части;

K_sj=0.7 – коэффициент зависящий от жесткости станка;

K_sп=1.0 – коэффициент зависящий от состояния поверхности заготовки;

S_о1=0.98x1x1x0.95x1x0.7x1x1x1х0.9=0.58 мм/об,

S_о2=1.13x1x1x0.95x1x0.7x1x1x1х0.9=0.67 мм/об, S_о3=0.98x1x1x0.95x1x0.7x1x1x1х0.9=0.58 мм/об,

S_о4=0.98x1x1x0.95x1x0.7x1x1x1х0.9=0.58 мм/об,

S_о5=0.4x1x1x0.95x1x0.7x1x1x1х0.9=0.77 мм/об,

Чистовая обработка

К_sд=1 К_sн=1 К_sm=1.0 K_sy=0.9 K_sφ=0.6 K_su=1.0 K_sj=0.7 K_se=1.0

S_о6=0.45x1x1x0.85x0.6х0.8=0.18 мм/об;

c.            Определение скорости резания.

V_черн=179 м/мн; V_получ=179 м/мн; V_чист=487 м/мин;

K_vc=1 – коэффициент зависящий от группы обрабатываемости материала;

K_vо=1 – коэффициент зависящий от вида обработки;

K_vj=0.7 – коэффициент зависящий от жесткости станка;

K_vm=0.8 – коэффициент зависящий от механических свойств обрабатываемого материала;

K_vφ=1 – коэффициент зависящий от геометрических параметров резца;

K_vt=1 – коэффициент зависящий от периода стойкости режущей части;

K_vж=1 – коэффициент зависящий от наличия охлаждения

V_черн=179х1х1х0.7х0.8х1х1х1=110 м/мин

V_получ=179х1х1х0.7х0.8х1х1х1=110 м/мин

V_чист=487х1х1х0.7х0.8х1х1х1=272 м/мин

V_кан=185 м/мин;

K_vu=0.9; K_vp=1.2; K_vm=0.8; K_vt=1.0; K_vж=1.0; K_vc=1.0; K_vot=1.2

V_кан=185x0.9x1.2x0.8x1.0x1.0x1.0x1.2=192 м/мин

V_рез= 114 м/мин

K_vu=1.0; K_vr=1.0; K_vв=1.0; К_vn=0.75

V_рез=114x1.0x1.0x1.0x0.75=131 м/мин.                  [5]

d.            Определение числа оборотов шпинделя.



 об/мин; об/мин; об/мин

 об/мин;  об/мин.

 об/мин.

Корректируем Ч.В.Ш. по паспортным данным станка.

n₁=50 об/мин; n₂=71 об/мин; n₃=71 об/мин; n₄=71 об/мин;

 n₅= 355 об/мин; n₆= 200 об/мин.

e.             Уточняем скорость резания по принятому числу оборотов шпинделя.

 

f.              Расчет минутной подачи.

S_m=Sxn

S_m1=0.55x50=29 мм/мин, S_m2=0.67x71=47.57 мм/мин,

 S_m3=0.58x71=41.18 мм/мин, S_m4=0.58x71=41.18 мм/мин,

 S_m5=0.77x355=273.35 мм/мин

g.            Определение мощности резания.

N_t=4.5 кВт

К_пи=1.1 – коэффициент зависящий от материала инструмента.

N_рез=4.5x1.1=4.95 кВт.

N_с=N_дхη=10х0.8=8 кВт

 - условия выполнимы.

Сверление

2.                 Определение режимов резания на сверлильную операцию с ЧПУ 035 Сверлить последовательно 2 отверстия ø12 мм, сверлить ø25,зенкеровать.

a.               Определение глубины резания.

При сверлении t=1/2 D

На чистовую обработку

Ø25 t₃=0.25 мм;

b.            Определение подачи.

Ø12мм

S_oт=0.29 мм/об V_т = 21.6 м/мин  P_т  =3755 Н       N_т=1.10 кВТ

Ø25 мм

S_oт=0.42 мм/об V_т = 17.6 м/мин  P_т  =10655 Н        N_т=2.5 кВТ

Зенкерование

S_oт=0.9 мм/об V_т = 14.5 м/мин  P_т  =1630 Н        N_т=2.8 кВТ

Величины Частот Вращения Шпинделя

 



Корректируем Подачу S_o

S_o= S_oтХKsm

S_{o1=0.29х1=0.29} мм/об

S_{o2=0,42Х1=0,42} мм/об

S_{o3=0,9Х1=0,9} мм/об

Корректируем скорость:

V=VtxKvmxKvзxKvжxKvtzKvwxKvuxKi

V1=21,6x1x0,9х1х1х2,2х1х1,15=49.17

V2= 17,6х1х1х1х1х2,2х1х1,32=51,11

V3=14,5х1х1х1х0,85х1,2х1,15=17

Корректируем ЧВШ

 

Корректируем по Паспортным Данным Станка

  =1000 об/мин  =500 об/мин =200 об/мин

Значение минутной подачи Sm определяют по формуле:

S_m= S_{o X}

S_{m1=0,29х1304=378 мм/мин}

S_{m2=0,42х651=273 мм/мин}

S_{m=0,9х216=194 мм/мин}

С учетом П.Д.С. выбираем ближайшее имеюшееся на станке подачи S_ф и Ч.В.Ш. фактическое.

Для ø12 =1000  S_{ф= 315}

Для ø25 для сверления=500  S_{ф= 250}  

для зенкерования=200  S_{ф= 160}

Фактическую скорость резания определяют по формуле:

Vф= хDx ф/1000

Для ø12 V=3,14х12х1000/1000=37,7

Для ø25 V=3,14ч25ч200/1000= 39,25   и   V=3,14х25х200х1000=15,7

c.            Определение мощности резания.

N_t=4.5 кВт

К_пи=1.1 – коэффициент зависящий от материала инструмента.

N_рез=4x0,85=3,24 кВт.

 - условия выполнимы.


Литература.
[1] – «Справочник технолога машиностроителя» том 2, под редакцией Косиловой и Мещерекова М. «Машиностроение», 1986г.

[2] – «Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования станочных работ» М. Машиностроение 1974г.

[3] – «Курсовое проектирование по технологии машиностроения», под редакцией А.Ф. Горбацевича, Минск Высшая школа 1975г.

[4] – «Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания», часть 1, М., Экономика 1990г.

[5] – «Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках ЧПУ» часть 2, М. Экономика 1990г.

[6] – «Режимы резания металлов», справочник под редакцией Ю.В. Барановского, М, Машиностроение 1972г.

[7] – «Обработка металлов резанием» справочник технолога под редакцией А.Л. Панова, М, Машиностроение, 1988г.

[8] – Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету технология машиностроения, М Машиностроение 1985г.