Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 имени академика С.П. КОРОЛЕВА


Факультет летательных аппаратов



Кафедра производства летательных аппаратов и управления качеством в машиностроении
Проектирование технологического процесса механической обработки детали и специального станочного приспособления.
Курсовой проект
Выполнил: студент гр.142                                                                         (Д.Е.Башмаков)
Проверил:                                                                                             (О.В. Ломовской)
Самара, 2009

Введение

Механическая обработка детали - широко распространённый технологический процесс современного машиностроения.

Механическая обработка находит широкое применение в различных областях машиностроения благодаря возможности получения деталей различной формы и конфигурации с заданными технологическими показателями. Данным методом обрабатывается до 70% всех изготовляемых деталей.

В целях обеспечения высокой эффективности производства и создания качественной продукции необходима разработка таких технологических процессов, которые позволяют с наименьшими трудовыми и материальными затратами обеспечить изготовление продукции с требуемыми параметрами, характеристиками и свойствами.

Уже на стадии проектирования технологического процесса закладывается качество будущей продукции, её себестоимость и эффективность производства, поэтому очень важно правильное, разумное и рациональное проектирование технологического процесса.

Эффективность того или иного технологического процесса зависит от того, насколько обоснованно был произведён выбор основного инструмента, оборудования, оснастки. А также от методов получения заготовки и режимов обработки.

В данном курсовом проекте разработан и обоснован технологический процесс изготовления заданной детали с учётом обеспечения высокого качества её получения методами механической обработки на реальном оборудовании и спроектировано сборочное приспособление для расточки отверстия в заданной детали.

Температура, °С	100	200	300	350
с, кДЖ/кг·град	1,05	1,05	1,09	1,13

6.4 Нормирование

Проведем нормирование для токарной операции, рассмотренной выше.

Технической нормой времени называется время, необходимое для выполнения технологической операции. Различают нормы штучного и штучно-калькуляционного времени. В условиях, когда станок не переналаживается для других операций или когда переналадка выполняется во внерабочее время, основной расчетной единицей является штучное время, то есть время на обработку одной заготовки |3|.

Состав штучного времени:

, где

 - основное (технологическое) время,  - вспомогательное время,  – время обслуживания рабочего места,  - время перерывов на отдых и т. д.

Основное время вычисляется на основании принятых режимов резания в зависимости от размеров обрабатываемых поверхностей. При токарной обработке:

, где

 – длина детали (длина рассчитываемого отверстия),

 и  - врезание и пробег резца соответственно,

S – подача, n – частота вращения детали, i – число проходов для снятия припуска.

.

Вспомогательное время – время на установку, закрепление и снятие заготовки, управление станком, измерение детали. Элементы вспомогательного времени определяют по отраслевым или заводским нормативам. В нашем случае вспомогательное время при креплении детали тремя болтами без выверки:

 мин (С. 38) |5|,

 мин (С.70) |5|,

 от оперативного времени = 0,175 мин (С.70) |5|.

Для упрощения подсчета штучного времени воспользуемся формулой:

 , где

 - оперативное время, α, β и γ – коэффициенты, которые принимаются по отраслевым или заводским нормативам и имеют значения в пределах:

%,

%,

%.

Принимаем: %, %, %.

 мин.

Тогда штучное время:

 мм.

Расчет заработной платы, входящей в себестоимость продукции, производится на основании штучно-калькуляционного времени, которое определяется по формуле:

, где

 - штучное время в мин,  - подготовительно-заключительное время на партию деталей в мин, n – количество деталей в партии.

Подготовительно-заключительное время  - это время, затрачиваемое рабочим на ознакомление с заданием и чертежом, подготовку рабочего места, наладку оборудования, установку и снятие приспособления. Элементы  принимают по нормативам в зависимости от выполняемых работ, типа станка и т.д.

 мин (С. 64) |5|.

Количество деталей в партии можно определить исходя из годовой программы выпуска данных деталей N, запаса деталей в днях (сутках)  и числа рабочих дней в году :

.

Время  в условиях работы серийных заводов примем  дней.

Число рабочих дней в году  дней.

Тогда количество деталей в партии:

 штук.

Штучно-калькуляционное время:

 мин.

Полученные из нормативов и в результате расчетов значения , ,   () и   внесем в соответствующие графы маршрутной и операционной карт.

7. Проектирование специального станочного приспособления

Станочное приспособление - это не имеющее формообразующих средств вспомогательное орудие производства, предназначенное для установления в нем заготовок с целью изготовления детали на механическом оборудовании.

7.1 Выбор схемы базирования детали в приспособлении.

Для обеспечения требуемой точности обработки заготовке должно быть предано строго определенное положение относительно режущего инструмента. Наиболее часто установку выполняют, осуществляя плотный контакт базовых поверхностей заготовки с установочными элементами приспособления, которые жестко закреплены в его корпусе. Это обеспечивает приложение к заготовке соответствующих зажимных сил.

Как и любое твердое тело, заготовка обладает шестью степенями свободы в пространстве линейными перемещениями по трем взаимно перпендикулярным осям и вращения относительно этих осей. На этой основе сформулировано «правило шести точек», которым следует руководствоваться при разработке схемы установки и закрепления заготовки в приспособлении. «Правило шести точек» формулируется так: для устойчивого положения заготовки в приспособлении необходимо иметь шесть жестких опорных точек: три - в основной установочной плоскости, две - в направляющей плоскости и одну - в упорной (Рисунок 1).



Рис.1 - Схема базирования заготовки по плоским поверхностям.

Руководствуясь этим правилом, необходимо выбрать схему базирования детали для операции сверления отверстия. Анализируя различные варианты базирования детали, была выбрана следующая схема, представленная на рисунке 2.

Специализированное наладочное приспособление для растачивания центрального отверстия различных диаметров.

 


Рис. 2– Специализированное наладочное приспособление для растачивания центрального отверстия
      

7.2 Разработка конструктивной схемы приспособления

Выбирая схему приспособления нужно учитывать следующее:

1) Максимальное использование нормативных сборочных единиц и конструкций;

2)Обеспечение наименьшей величины времени на установку и закрепление обрабатываемых деталей при достижении требуемой точности обработки.

Выбранная схема приспособления обеспечивает точное и надежное крепление заготовки в приспособлении. Детали, входящие в состав приспособления, достаточно просты в изготовлении.

Чертеж приспособления с условным положением обрабатываемой детали в нем приведён на чертеже 108.ПК.01

7.3 Определение усилий закрепления детали

Зажимные механизмы (ЗМ) предупреждают перемещение заготовок относительно опор станочного приспособления. Силу закрепления Р_з определяют из условия равновесия силовых факторов, действующих на заготовку.

Рассмотрим закрепление заготовки. Заготовка c диаметром базы  установлена с гарантированным зазором на цилиндрическую оправку и закреплена по торцам. Заготовка нагружена крутящим моментом. Расчетная схема для вычисления сил закрепления приведена на рисунке 3.



Рис. 3 -Расчётная схема

Сила закрепления в данном случае определяется по формуле (С. 81) |6|:

, где

Коэффициент запаса К вводят в формулы при вычислении силы Р_з для обеспечении надежного закрепления заготовки:

.

Коэффициент гарантированного запаса .

Коэффициент  учитывает увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях.  при чистовой обработке.

Коэффициент  характеризует увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента.  при чистовом растачивании.

Коэффициент  учитывает увеличение сил резания при прерывистом резании. .

Коэффициент  характеризует постоянство силы закрепления в ЗМ. .

Коэффициент  характеризует эргономику ручных ЗМ. При удобном расположении и малом угле поворота рукоятки .

Коэффициент  при установке на опорные пластины .

.

Коэффициент f определяется из условия трения. .

R = 131,6 – сила резания.

Крутящий момент  Н·м.

 Н.

7.4 Основные указания по изготовлению, монтажу и безопасной эксплуатации приспособления.

1)        Наружные элементы конструкций станочного приспособления не должны иметь поверхностей с неровностями (острые кромки, углы и др.), представляющими источник опасности, если их наличие не вызывает функционального назначения. Радиусы округлений, размеры фасок наружных поверхностей должны быть не менее 1 мм (если они не оговорены особо).

2)        Параметры шероховатостей наружных поверхностей вращения патронов, оправок, планшайб и других приспособлений не должны превышать Ra=1,25 по ГОСТ 2789-73.

3)        Способ соединения станочного приспособления со станком и со сменными наладками должны исключать возможность самопроизвольного ослабления крепления, а так же смещения станочного приспособления и сменных наладок в процессе эксплуатации.

4)        Конструкция станочного приспособления должна обеспечивать свободное удаление СОЖ и стружки, а так же загрязненного воздуха из зоны обработки, если в рабочей зоне возможно появление вредных аэрозолей, газов, концентрация которых превышает норму, установленную ГОСТ 12.1.05-76.

5)        Должны обеспечиваться безопасность установки и снятие заготовок, устраняющая возможность их самопроизвольного падения на опоры.

6)        Станочное приспособление массой до 16 кг должны иметь конструктивные элементы для безопасной и удобной их установки и снятия вручную.

7)        В станочном приспособлении должно предусматриваться возможность периодического смазывания всех трущихся поверхностей с помощью смазочных каналов.

8)        Не допускается уплотнение краской, лаком и подобными средствами устройств, которые периодически вскрываются при регулировании и наладке.

9)       

Требования к зажимным механизмам приспособлений:

1)        Усилия закрепления заготовок (если они не установлены стандартами) берутся с коэффициентами запаса k = 0,25.

2)        Зажимы рукоятки не должны создавать опасности при работе станка. Перемещения рукояток немеханизированных зажимных механизмов не должны быть направлены в зону обработки.

7.5 Обеспечение конструкторской и технической документации в соответствии с ЕСКД и ЕСД.

Стандарты ЕСКД и ЕСТД обеспечивают наиболее рациональное распределение информации в конструкторской документации, необходимой для производства изделия.

Под технологической документацией понимают комплект документов, предназначенных для разработки технологических процессов и операций, обеспечивающих описание всех выполняемых действий в технологической последовательности с указанием  необходимых действий в технологической последовательности с указанием необходимых данных по применяемым материалам, средствам технологического оснащения, трудозатратам, технологическим режимам, по настройке и наладке оборудования и другой информации.

Технологическая информация и документация  подразделяются на документы общего и специального назначения.

К документам специального назначения относятся документы, применяемые для разработки технологических (операций), специализированных по технологическим методам изготовления,  например операционная карта и д.р.

Маршрутная карта – это документ, предназначенный для указания сводных данных  по составу применяемых операций, оборудованию, технологической документации и по трудозатратам на технологический процесс.

Маршрутная карта является унифицированным и обязательным документом в комплекте документов на процесс,  позволяющем его применять и для описания операций в маршрутном или маршрутно-операционном изложении.

Операционная карта – документ, предназначенный для операционного описания единичных технологических операций. Входит в состав комплекта документов на технологические процессы.

К конструкторским документам относят графические и текстовые документы, которые в отдельности или совокупности определяют состав и устройство изделия и содержат необходимые данные для его разработки или изготовления, контроля, приемки, эксплуатации и ремонта.

В данном курсовом проекте применяются следующие виды конструкторских документов:

1)        чертеж детали – документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля;

2)        пояснительная записка – документ, содержащий описание устройства, принципа действия разрабатываемого объекта, а так же обоснование принятых  при его разработке технических и технико-экономических решений.

Заключение

В данной курсовой работе первая часть была посвящена разработке и обоснованию технологического процесса изготовления заданной детали с учетом обеспечения высокого качества ее получения методами механической обработки на реальном оборудовании.

Вторая часть курсовой работы была посвящена разработке специального станочного приспособления, обеспечивающего возможность механизации технологического процесса изготовления заданной детали.

      

Список использованных источников

1.    Проектирование технологических процессов механической обработки деталей летательных аппаратов. Учебное пособие. / А.Д. Комаров, А.С. Беляев, М.Д. Рудман, И.Н. Желтов. СГАУ, Куйбышев, 1985, 48 с.

2.    Проектирование специальных станочных приспособлений. Учебное пособие. / А.Д. Комаров, И.Н. Желтов, М.Д. Рудман, В.К. Моисеев. СГАУ, Самара, 1994, 59 с.

3.    Обработка деталей на металлорежущих станках в авиастроении. Учебное пособие. / А. Д. Комаров, А. С. Беляев, В. К. Моисеев, В. В. Шалавин. СГАУ, Самара, 1998, 88с.

4.    Станочные приспособления:  Справочник: в 2 т. /Под ред. Б.Н. Вордашкина, В.В. Данилевского.- М.: Машиностроение, 1984, 656с.

5.    Общемашиностроительные нормативы времени. Серийное производство. Издание второе, уточненное и дополненное. М.: Машиностроение, 1974, 424 с.

6.    Справочник технолога-машиностроителя. Том 2. А.Г. Косилова и Р.К. Мещерикова. -М.: Машиностроение, 1985. 648 с.

7.    Авиационные материалы. Справочник в 9 томах. Т. 2 / под ред. Р. Е. Шалина, М., 1986.

8.    Допуски и припуски на отливки из цветных сплавов (ПЛА).