Технологический процесс (ТП) - это установленная соответствующими технологическими документами последовательность действий, взаимосвязанных между собой и направленных на объект процесса с целью получения требуемого результата. Технологические процессы состоят из рабочих операций, которые могут быть связаны друг с другом с помощью технологических переходов.
Принято различать три вида технологических процессов (ТП):
- единичный
- типовой
- групповой
Каждый ТП разрабатывается при подготовке производства изделий после отработки конструкции на технологичность (ГОСТ 14.201-83). Технологический процесс разрабатывается для изготовления нового изделия или совершенствования выпускаемого (в соответствии с достижениями науки и техники).
Основой для нового ТП обычно служит имеющийся типовой или групповой технологический процесс. Если таковые отсутствуют, то за основу берут действующие единичные технологические процессы изготовления аналогичных изделий.
Работа по разработке технологических процессов начинается с анализа исходных данных для разработки ТП (первый этап). Необходимо по имеющимся сведениям о программе выпуска и конструкторской документации на изделие ознакомиться с его назначением и конструкцией, требованиями к изготовлению и эксплуатации.
Затем последовательно выбирают действующий типовой, групповой ТП или аналог единичного процесса. Формируют технологический код изделия по технологическому классификатору, обрабатываемое изделие относится к соответствующей классификационной группе на основе кода и к действующему единичному или типовому процессу.
По классификатору заготовок, методике расчета и технико-экономической оценки выбора заготовок, стандартам и техническим условиям на заготовку и основной материал выбирают исходную заготовку и методы ее изготовления, дается технико-экономическое обоснование выбора заготовки.
Выбирают технологические базы, оценивают точность и надежность базирования (используют классификаторы способов базирования и существующую методику выбора технологических баз).
По документации типового, группового или единичного ТП составляют маршрут обработки, определяют последовательность технологических операций и состав технологического оснащения.
В основу построения маршрута обработки (плана операций) должны быть положены следующие принципы:
- в первую очередь необходимо назначать те операции, при выполнении которых в наименьшей степени уменьшается жесткость детали, а также те поверхности, при обработке которых легче выявляются дефекты заготовки и в наибольшей степени перераспределяются внутренние напряжения, в связи с чем уменьшается возможность деформации детали в последующих операциях
- операции, при выполнении которых можно ожидать повышенного брака, следует выполнять в начале технологического процесса
- в разрабатываемом технологическом процессе обработки детали необходимо предусмотреть раздельное выполнение черновых, чистовых и отделочных операций, в противном случае это может привести к снижению точности обработки
- точно скоординированные соосные отверстия необходимо обрабатывать с одной установки
- план операций механической обработки должен быть связан с термообработкой, так как последняя влияет не только на маршрут движения детали, но и на обрабатываемость металла и качество обработанных поверхностей
- отделочные операции обработки поверхностей следует выполнять в конце технологического процесса
Важный этап - разработка технологических операций и расчет режимов обработки. На основании документации типовых, групповых или единичных технологических процессов и классификатора технологических операций составляют последовательность переходов в каждой операции, выбирают средства технологического оснащения (СТО), в том числе средства контроля и испытаний (используют стандарты, каталоги, альбомы).
На этом же этапе выбирают средства механизации и автоматизации процесса и внутрицеховые средства транспортирования. Назначают и рассчитывают режимы обработки на основании тех-нологических нормативов.
Необходимо осуществить нормирование ТП: установить исходные данные для расчета норм времени и расхода материалов, рассчитать затраты труда и расход материалов, определить разряд работ и профессии исполнителей операций (используют нормативы времени и расхода материалов, классификаторы разрядов работ и профессий).
По методике расчета экономической эффективности процессов (просчитывается несколько вариантов) выбирают оптимальный ТП.
На заключительном этапе на основании стандартов ЕСТД технологический процесс оформляется документально, осуществляется нормоконтроль технической документации.
Выбор технологического оборудования. Этот этап начинают с анализа формирования типовых поверхностей деталей для определения наиболее эффективных методов их обработки, учитывая при этом назначение и параметры изделия. Результаты анализа представляют в виде отношений затрат основного и штучного времени и приведенных затрат на выполнение работ различными методами. Лучшим вариантом считается тот, значения показателей которого минимальные.
Выбор оборудования осуществляют по главному параметру, в наибольшей степени выявляющему его функциональное значение и технические возможности. Физическая величина, характеризующая главный параметр, устанавливает взаимосвязь оборудования с размером изготовляемого изделия.
При выборе оборудования учитывают также минимальный объем приведенных затрат на выполнение технологического процесса при максимальном сокращении периода окупаемости затрат на механизацию и автоматизацию. Годовая потребность в оборудовании определяется по годовому объему работ, устанавливаемому статистическим анализом затрат средств и времени на изготовление изделий. Годовые приведенные расходы на использование оборудования определяются размерами затрат на его эксплуатацию.
Производительность оборудования определяют на основании анализа времени изготовления изделия заданного качества.
Выбор технологической оснастки и средств контроля. При выборе технологической оснастки и средств контроля предусматривается проведение следующего комплекса работ:
- анализ конструктивных характеристик изготавливаемого изделия (габаритные размеры, материалы, точность, геометрия и шероховатость поверхностей и т. д.), организационных и технологических условий изготовления изделия (схема базирования и фиксации, вид технологической операции, организационная форма процесса изготовления и т. д.)
- группирование технологических операций для определения наиболее приемлемой системы технологической оснастки и повышения коэффициента ее использования
- определение исходных требований к технологической оснастке
- отбор номенклатуры оснастки, соответствующей установленным требованиям
- определение исходных расчетных данных для проектирования и изготовления новых конструкций оснастки
- выдача технического задания на разработку и изготовление технологической оснастки
Конструкцию оснастки определяют на основе стандартов и типовых решений для данного вида технологических операций с учетом габаритных размеров изделий, вида и материала заготовок, точности параметров и конструктивных характеристик обрабатываемых поверхностей, влияющих на конструкцию оснастки, технологических схем базирования и фиксации заготовок, характеристик оборудования и объемов производства.
При разработке процессов контроля выявляют характеристики объекта контроля; показатели процесса контроля, определяющие выбор средств; уточняют методы и схемы измерений, для чего требуется конструкторская документация на изделие, технологическая документация на его изготовление и контроль, методика расчета показателей контроля.
Состав средств контроля должен обеспечивать заданные показатели с учетом метрологических и эксплуатационных характеристик (используются государственные, отраслевые стандарты и стандарты предприятий на средства контроля, классификаторы и каталоги средств контроля). Произведенный выбор средств контроля обосновывается экономически выдаются исходные данные и технические задания для проектирования недостающих средств. Затем составляют ведомости отобранных средств. По результатам выбора средств контроля оформляют технологическую документацию согласно требованиям стандартов.
Формы организации технологических процессов. Форма организации технологических процессов изготовления изделия зависит от установленного порядка выполнения операций, расположения технологического оборудования, числа изделий и направления их движения в процессе изготовления.
Существуют две формы организации ТП - групповая и поточная:
- Групповая форма организации ТП характеризуется однородностью конструктивно-технологических признаков заготовок, единством средств технологического оснащения одной или нескольких технологических операций и специализацией рабочих мест. Группы заготовок для обработки в определенном структурном подразделении (цехе, участке и т. д.) должны устанавливаться с учетом трудоемкости обработки и объема выпуска. Окончательно номенклатуру групп заготовок, подлежащих обработке на конкретном участке (цехе), следует устанавливать после расчета загрузки оборудования.
- Поточную форму отличает специализация каждого рабочего места на определенной операции, согласованное и ритмичное выполнение всех операций технологического процесса на основе постоянства такта выпуска и размещение рабочих мест в последовательности, строго соответствующей ТП.
При рассмотрении факторов, определяющих форму организации ТП, сначала устанавливают виды изделий, затем их группируют по общности конструктивно-технологических признаков. Это позволяет в каждом случае определить тип производства изделий и их составных частей.
Учитывая заданную программу выпуска каждого изделия, намечают календарные сроки выполнения заданий на основе длительности производственных процессов. Одновременно определяют необходимое оборудование, коэффициент его загрузки, а также показатель относительной трудоемкости.
Организация ТП должна обеспечивать ритмичный выпуск изделий при условии их прохождения по всем операциям с наименьшими перерывами, т. е. максимально приближаться к поточной форме. Поточная форма организации ТП в зависимости от номенклатуры одновременно обрабатываемых заготовок может реализовываться на однономенклатурных и многономенклатурных поточных линиях. Первая поточная линия характеризуется обработкой заготовок одного наименования по закрепленному ТП в течение длительного периода времени. На многономенклатурных поточных линиях обрабатывается группа конструктивно подобных деталей с однородными операциями обработки, причем каждая деталь имеет серийный выпуск.
Разработка типовых и групповых технологических процессов. Типовой технологический процесс характеризуется единством содержания и последовательности большинства технологических операций для группы деталей, обладающих общими конструктивными признаками.
Типовые технологические процессы разрабатывают на основе анализа множества действующих и возможных технологических процессов на типовые представители групп деталей. Типизация обеспечивает устранение многообразия технологических процессов обоснованным сведением их к ограниченному числу типов. Типизация технологических процессов основана на классификации объектов производства, она заключается в разделении их по конструктивным признакам на отдельные группы, для которых возможна разработка общих технологических процессов или операций.
Начальным этапом разработки типовых технологических процессов является классификация объектов производства. Затем для каждого класса деталей разрабатывают основные маршруты изготовления, включая заготовительные процессы. Затем выбирают заготовку и методы ее изготовления. Руководствуясь классификатором способов базирования и методикой выбора технологических баз, выбирают схему базирования, оценивают точность и надежность базирования.
Составляют технологический маршрут в порядке последовательности операций, определяют группы оборудования для выполнения операций.
При разработке технологических операций — выбирают их структуру, последовательность переходов в операции, подбирают оборудование и оснастку, обеспечивающие оптимальную произво-дительность при заданном качестве, рассчитывают загрузку оборудования, определяют оптимальные режимы резания, припуски на обработку, а также нормы времени. Устанавливают разряд работ и профессии исполнителей операций.
Оценка вариантов типовых технологических процессов для выбора оптимального осуществляется по методикам расчета точности, производительности и экономической эффективности.
Заключительным этапом разработки типовых технологических процессов является оформление их согласно требованиям стандартов ЕСТД.
Групповой технологический процесс (ГТП) предназначен для совместного изготовления группы изделий различной конфигурации в конкретных условиях производства на специализированных рабочих местах. ГТП разрабатывается с целью экономически целесообразного применения методов и средств крупносерийного и массового производства в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. Групповой технологический процесс состоит из комплекса групповых технологических операций, разрабатываемых для выполнения на специализированных рабочих местах согласно технологическому маршруту изготовления определенной группы изделий.
При разработке групповой технологической операции следует предусмотреть достаточную величину суммарной трудоемкости технологически однородных работ для обеспечения непрерывной загрузки средств технологического оснащения без их полной переналадки в течение экономически целесообразного периода. Основой разработки ГТП и выбора общих средств технологического оснащения для совместной обработки группы изделий является комплексное изделие.
При выборе комплексного изделия следует учитывать, что его конструкция должна содержать основные элементы всех изделий группы, подлежащие обработке. Комплексное изделие может быть одним из изделий группы, реально существующим или искусственно созданным (т. е. условным).
При значительном разнообразии конструкций, затрудняющих искусственное создание комплексного изделия, его заменяют двумя или несколькими характерными деталями группы. Групповые технологические процессы и операции разрабатывают для всех типов производства только на уровне предприятия в соответствии с требованиями стандарта.
Экономическая эффективность обработки металла давлением. Процесс получения поковок горячей объемной штамповки. Расчет режима резания при сверлении. Технология токарной обработки. Преимущества штамповки в закрытых штампах. Точность обработки заготовок.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Технология конструкционных материалов»
УТВЕРЖДАЮЗав.каф. В.В. Рубанов"______"________2008 г.ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К курсовой работе Технология автоматизированного машиностроения и приборостроения(наименование учебной дисциплины)на тему: Разработка технологического процесса изготовления деталиАвтор работы ___Зацепин Алексей ВикторовичСпециальность_Роботы и робототехнические системыОбозначение курсовой работы ____________Группа_______________Руководитель проекта______________ Кем Александр Юрьевич_____ (подпись) (Ф.И.О.)Работа защищена ________________ ________________________ (дата) (оценка)Ростов-на-Дону 2008Оглавление 1.ВВЕДЕНИЕ2.Основная часть2.1.Процесс получения поковок горячей объемной штамповки2.2 Расчёт режима резания при сверлении2.3. Технология токарной обработки3.ЗаключениеСпосок использованной литературыВВЕДЕНИЕ :
Обработка металлов давлением.
Обработка металлов давлением, группа технологических процессов, в результате которых изменяется форма металлической заготовки без нарушения её сплошности за счёт относительного смещения отдельных её частей, т. е. путём пластической деформации. Основные виды О. м. д.: прокатка, прессование, волочение, ковка и штамповка. О. м. д. также применяется для улучшения качества поверхности.
Внедрение технологических процессов, основанных на О. м. д., по сравнению с другими видами металлообработки (литьё, обработка резанием) неуклонно расширяется, что объясняется уменьшением потерь металла, возможностью обеспечения высокого уровня механизации и автоматизации технологических процессов.
О. м. д. могут быть получены изделия с постоянным или периодически изменяющимся поперечным сечением (прокатка, волочение, прессование) и штучные изделия разнообразных форм (ковка, штамповка), соответствующие по форме и размерам готовым деталям или незначительно отличающиеся от них. Штучные изделия обычно подвергаются обработке резанием. Объём удаляемого при всём этом металла зависит от степени приближения формы и размеров поковки или штамповки к форме и размерам готовой детали. В ряде случаев О. м. д. получают изделия, не требующие обработки резанием (болты, винты, большинство изделий листовой штамповки).
О. м. д. может применяться не только для получения заготовок и деталей, но и как отделочная операция после обработки детали резанием (дорнование, обкатка роликами и шариками и т.п.) с целью уменьшения шероховатости поверхности, упрочнения поверхностных слоев детали и создания желательного распределения остаточных напряжений, при котором служебные свойства детали (например, сопротивление усталостному разрушению) улучшаются.
О. м. д. осуществляется воздействием на заготовку внешних сил. Источником деформирующей силы может быть мускульная энергия человека (при ручной ковке, выколотке) или энергия, создаваемая в специальных машинах - прокатных и волочильных станах, прессах, молотах и т.п. Деформирующие силы могут создаваться также действием ударной волны на заготовку, например при взрывной штамповке, или мощными магнитными полями. например при электромагнитной штамповке. Деформирующие силы передаются на заготовку инструментом, который обычно является твёрдым, испытывающим малые упругие деформации при пластической деформации заготовки; в некоторых случаях используются эластичные среды (например, при штамповке - резина, полиуретан) или жидкости (например, при гидростатическом прессовании).
Различают горячую и холодную О. м. д. Горячая О. м. д. характеризуется явлениями возврата и рекристаллизации, отсутствием упрочнения (наклёпа); механического и физико-химического свойства металла изменяются сравнительно мало. Пластическая деформация не создаёт полосчатости (неравномерности) микроструктуры, но приводит к образованию полосчатости макроструктуры у литых заготовок (слитков) или к изменению направления волокон макроструктуры (прядей неметаллических включений) при О. м. д. заготовок, полученных прокаткой, прессованием и волочением. Полосчатость макроструктуры создаёт анизотропию механических свойств, при которой свойства материала вдоль волокон обычно лучше его свойств в поперечном направлении. При холодной О. м. д. процесс пластической деформации сопровождается упрочнением, которое изменяет механические и физико-химические характеристики металла, создаёт полосчатость микроструктуры и также изменяет направление волокон макроструктуры. При холодной О. м. д. возникает текстура, создающая анизотропию не только механических, но и физико-химических свойств металла. Используя влияние О. м. д. на свойства металла, можно изготавливать детали с наилучшими свойствами при минимальной массе.
При О. м. д. изменение схемы напряжённого состояния в деформируемой заготовке позволяет влиять на изменение её формы. В условиях неравномерного всестороннего сжатия пластичность металла увеличивается тем больше, чем больше сжимающие напряжения. Рациональный выбор операций О. м. д. и условий деформирования (гидростатическое прессование, выдавливание с противодавлением, прокатка на планетарных станах и т.п.) не только позволяет увеличить допустимое изменение формы, но и применять О. м. д. для изготовления деталей из высокопрочных, труднодеформируемых сплавов.
Научной основой проектирования и управления технологическими процессами О. м. д. является теория О. м. д. - научная дисциплина, синтезирующая отдельные разделы физики металлов, и пластичности теория. Основные задачи теории О. м. д.: разработка методов определения усилий и работы, затрачиваемой на деформацию, расчёт размеров и формы заготовки, характера изменения её формы, методов определения допустимого (без разрушения или появления др. дефектов) изменения формы заготовки, оценки изменения механических и физико-химических свойств металла в процессе его деформации и отыскание оптимальных условий деформации.
2. Основная часть
2.1 Процесс получения поковок горячей объемной штамповки
Горячая объемная штамповка - вид обработки металлов давлением, при котором формообразование поковки производят из нагретой заготовки в специальном инструменте - штампе. Штамп представляет собой металлическую разъёмную форму, изготовленную из высоколегированной штамповой стали. В конечный момент штамповки, когда обе половины штампа сомкнуты, они образуют единую замкнутую полость - ручей, соответствующий по конфигурации штампуемой поковки.
В зависимости от типа штампа различают поковку в открытых и закрытых штампах.
Штамповка в открытых штампах (рис.1а). Отрытыми называют штампы, у которых вокруг всего внешнего контура штамповочного ручья имеется специальная облойная канавка 2, которая соединена тонкой щелью 1 с полостью 3, образующей поковку. В процессе штамповки в канавку в конечный момент деформирования вытесняется избыточная часть металла, находящаяся в полости и образующая по контуру поковки облой (заусенец). Образование заусеница приводит к некоторому увеличению отходов металла, но зато позволяет не предъявлять высоких требований к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получать поковки всех типов.
Рис.1 Схема штамповки в штампах:
а - открытый; б - закрытый
Штамповка в закрытых штампах(рис.1б). Закрытыми называют штампы, в которых полость штампа 4 в процессе деформирования остается закрытой. Образование заусеница в них не предусмотрено. При штамповке в закрытых штампах необходимо, чтобы строго соблюдались равенство объемов заготовки и поковки. Поэтому прочес получения заготовок усложняется, так как при отрезке должна обеспечиваться высокая точность заготовки по массе. Наиболее часто в закрытых штампах получают поковки, штампуемые вдоль оси заготовки (осадкой в торец) круглые и квадратные в плане типа колец, втулок, шестерен, поршней, стержней с фланцем и другие.
Разработка схемы технологического процесса
В разработку схемы технологии горячей объемной штамповки входит проектирование поковки, определение массы, вида и размеров исходной заготовки, определение температурного интервала горячей обработки давлением, расчет действующих условий при штамповке. Схема технологического процесса в основном определяется конфигурацией и размером детали, которую следует получить. По чертежу детали составляют чертеж поковки.
Проектирование поковки.
Поковка относится к группе поковок, штампуемых вдоль оси заготовки (штамповка в торец), круглых в плане. Для получения поковки такого типа применяем штамповку в закрытом штампе. Плоскость разъема штампа выбираем по нижнему торцу диска детали (диаметр D2, высотой Н).
1. Определение массы, вида и размеров исходной заготовки.
1.1 Определяем массу детали, кг:
G д = V д 10 -3 с10 -3 ,
Где V д - объем детали;мм 3 ,с плотность сьали, 7,8г/ см 3
Объем детали рассчитывается как сумма объемов трех ее частей:
V д = V 1 + V 2 + V 3 = р/4 (D 1 H1 + D 2 H 2 + D 3 H 3).
В связи с незначительной величиной предельных отклонений размеров расчет проводим по номинальным размерам детали, мм: V д = 3,14/4(75 2 *15+ +125 2 *20+70 2 *40)= 469035
G д = 469035*10 -3 *7,8*10 -3 =3,6
1.2 1.2 Припуски и допуски выбираем по табличным данным:
D 1 75… 1.5; Н 1 15… 1,4;
D 2 125… 2,1; Н 2 40… 1,4;
D 3 70… 1,5; Н 3 20… 2,2;
Допуски на размеры детали:
D 1п =75 +1,6 - 0,8 Н 1п =15 +1,5 -0,7
D 2п =125 +1,7 -0,9 Н 2п =40 +1,5 -0,7
D 3п = 70 +1,6 -0,8 Н 3п =20 +1,5 -0,7
D 4п = 15 +1,5 -0,7
1.3 Определяем расчетную массу поковки:
G п = 1,25*G д =1,25*3,6=4,5
1.4 Припуски и допуски выбираем по табличным данным:
D 1 75… 1.5; Н 1 15… 1,4;
D 2 125… 2,1; Н 2 40… 1,4;
D 3 70… 1,5; Н 3 20… 2,2;
Размеры поковок, мм:
D 1п 75+2*1,5=78; Н 1п 15+1,4=16,4
D 2п 125+2*2,1=129,2; Н 2п 40+2*1,4=42,8
D 3п 70+2*1,5=73; Н 3п 20+2,3=22,3
Допуски на размеры поковки:
D 1п =78 +1,6 - 0,8 Н 1п =16,4 +1,5 -0,7
D 2п =129,2 +1,7 -0,9 Н 2п =42,8 +1,5 -0,7
D 3п = 73 +1,6 -0,8 Н 3п =22,3 +1,5 -0,7
Штамповочные уклоны б принимаем 7?.
Радиусы закруглений r внешних углов r1=2; r2=2,5; r3=2.
Внутренний радиус принимаем 10 мм.
1.5 Определяем массу поковки, кг:
G п = V п 10 -3 с10 -3
Где V п - объем поковки, мм 3
Объем поковки рассчитывается как сумма объемов трех ее частей, каждая из которых имеет форму усеченного конуса, мм 3:
V п = V 1п + V 2п + V 3п.
Расчет ведем по минимальным горизонтальным и
h 1п 7?максимальным вертикальным размерам, мм.
Объем усеченного конуса определяется по формуле, мм 2
V 1п = р/3 Н 1п (R 2 1п + r 2 1п + R 1п * r 1п)= 3,14/3*17,9(40,8 2 +38,6 2 +40,8*38,6)
R 1п = r 1п * Н 1п tg7?= 38,6+17,9*0,12228=40,8
V 2п = р/3 Н 2п (R 2 2п + r 2 2п + R 2п * r 2п)= 3,14/3*44,3(69,6 2 +64,15 2 +69,6 2 +64,15)
R 2п = r 2п * Н 2п tg7?= 64,15+44,3*0,12228=69,6
V 3п = р/3 Н 3п (R 2 3п + r 2 3п + R 3п * r 3п)= 3,14/3*23,8(41,5 2 +38,6 2 +41,5*38,6)
R 3п = r 3п * Н 3п tg7?=38,6+23,8*0,12228=41,5
V п =88044+617513+118905=824462
G п =824462*10 -3 *7,8*10 -3 =6,4
Расчет массы поковки после выполнения ее чертежа показывает, что масса поковки после назначения всех припусков, допусков и уклонов остается в прежнем табличном диапазоне, и пересчета не требует.
1.6 Определяем массу и размеры исходной заготовки.
Объем заготовки с учетом 2% угара, мм 3
Vз=1,02*Vп= 1,02*824462=840951
Диаметр заготовки, мм
Dз= 1,08 = 1,08=80,9 (при m=2)
Принимаем Dз= 82- ближайший больший диаметр из ряда стандартных диаметров стали.
Длина заготовки, мм:
Lз= Vз/Sз= 840951/5278=159
Где Sз- площадь поперечного сечения заготовки, мм 2:
Sз= (рD 2 з)/4= 3,14*82 2 /4=5278
2. Определение температурного интервала штамповки.
Определяем температурный интервал горячей обработки давлением, в котором металл имеет наиболее высокие значения пластичности, ударной вязкости и наиболее низкое значение прочности. Для этого находим на оси абсцисс диаграммы состояния железа- углерод точку, соответствующую содержанию углерода 0,15(для Стали 15).Проводим из этой точки перпендикулярную линию до пересечения с линей солидуса, ниже которой сплав находится в твердом состоянии. Точке пересечения соответствует температура 1425?С. Максимальная температура нагрева металла берется на 100-150?С меньше, принимаем 1300?С. Аналогично определяем температуру на линии кривых точек А 3 , которая равна 850?С. Температура конца штамповки берется на 25-50?С больше, чтобы предотвратить образование наклепа и трещин в изделии, принимаем 900?С.
3. Ориентировочная масса падающих частей штамповочного молота, кг:
G=(3,5+5)F п = 4,2*134,5=564,9,
Где F п площадь проекции поковки на плоскость разъема штампа, см 2
F п =р D 2 2п /4=3,14*130,9 2 *10 -2 /4=134,5;
D 2п наименьший диаметр поковки.
2.2 Расчет режима резания при сверлении
Сверлением называется образование отверстия в сплошном материале снятием стружки с помощью режущего инструмента - сверла. Сверление
осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг
оси - главного движения резания, поступательного его движения вдоль оси -движения подачи (рис.1). На сверлильном станке оба движения сообщаются инструменту.
За скорость главного движения V принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от осей сверла, м/с (м/мин):
V=р*d*n/(1000*60)
где d - наружный диаметр сверла, мм, n - частота вращения сверла, мин-1.
Подача S (или скорость движения подачи) равна осевому перемещению сверла за один оборот, мм/об.
Под режимом резания при сверлении понимается совокупность значений скорости резания и подачи.
Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение.
На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости главного движения резания вдоль режущей кромки от максимального значения на периферии сверла до нулевого значения у центра.
За скорость главного движения резания при сверлении принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от оси сверла, м/с (м/мин):
V = р*D*n/(1000*60),
где D - наружный диаметр сверла, мм; n - частота вращения сверла, об/мин. Подача S (мм/об) равна осевому перемещению сверла за один оборот. За глубину резания при сверлении отверстий в сплошном материале принимают половину диаметра сверла, мм:
t=D/2, а при рассверливании t=(D-d)/2,где d- диаметр обрабатываемого отверстия, мм.
После токарной обработки деталь поступает на операцию сверления.
1.В данной детали необходимо просверлить 1 отверстия диаметром d=15мм. Материал детали сталь с пределом прочности ув = 400 МПа. Материал спирального сверла - сталь быстрорежущая марки Р18. Охлаждение - эмульсией. Сверлить будем на станке модели 2Н135.Расчет режима резания:
2.Определяем подачу S по формуле
S=Sтабл*Кэ,
где Sтабл= 0,28 (мм/об). Выбираем из таблицы в зависимости от ув = 400 МПа при сверлении отверстий глубиной 1 ? 3d, с точностью не выше 12-го квалитета в условиях жесткой технологической системы (1?3d ?36 = 12); Кэ- поправочный коэффициент на подачу, Кэ = 1, так как сверлят отверстие глубиной 1 < Зd, с точностью не выше 12-го квалитета и в условиях достаточно жесткой технологической системы(В связи с отсутствием дополнительных значений и параметров). S = (0,28-0,32) * 1 = (0,28-0,32) мм/об
Подача на станке устанавливается в пределах выбранного табличного диапазона. Принимаем S = 0,28 мм/об.
3.Определяется скорость резания V по формуле:
V=(Cv* dnv* Kх)/(Tm* Syv),
где Су - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства
материала заготовки и условия обработки;
Т - стойкость сверла, мин;
По приложениям 2 и 3 находим:
К у = К mх * К uх *К lх - поправочный коэффициент на скорость резания;
К mх = К г * (750/ув) ny -- поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала;
К г - коэффициент, учитывающий материал инструмента (для сверл из быстрорежущей стали и обрабатываемого материала -- углеродистой стали Кг=1);
nv-показатель степени (для сверл из быстрорежущей стали обрабатываемого материала - углеродистой стали при ув <400 МПа, nv=0,9);
К uх -поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала (для быстрорежущей стали К uх = 1);
К lх -- поправочный коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия (при глубине 1 ? 3d, Кlх =1);
V = * 1 (750/400) -0,9 *1 *1 = 16,6 м/мин = 0,27 м/с.
4.Определяем частоту вращения шпинделя станка n, полученной по расчету:
n=1000*V/(р*d)=1000*16,6/(3,14*15)=352 мин-1
По станку принимаем ближайшую меньшую частоту вращения n=250 мин-1.
5.Определяем осевую силу при сверлении Р0 по формуле:
Р0 = Ср*d хр *S ур *Kр = 55,6*15*0,28 0,7 *(400/750) 0,75 = 213 кгс;
Из приложения найдем Ср = 55,6 ,ХР = 1,0 ,УР =0,7.
где Кр = (ув/750)0,75= (400/750) 0,75 - поправочный коэффициент, зависящий от материала обрабатываемой заготовки; n-- показатель степени (при обработке углеродистой стали п=0,75).
По паспортным данным станка наибольшее осевое усилие, допускаемое механизмом подачи станка-1500 кгс. Следовательно назначенная подача S = 0,28 мм/об допустима.
6. Определяем крутящий момент Мк от сил сопротивления резанию при сверлении по эмпрической формуле:
Мк = Сmd xm S ym Кm = 23* 15 2 *0,28 0.8 *(400/750) 0.75 =1166 кгс*мм;
Сm = 23; Хm = 2,0; Уm = 0,8.
Крутящий момент обеспечивается станком (допускаемый крутящий момент - 4000 кгс*мм).
7. Эффективная мощность Nе, расходуемая на процесс резания:
Nе = Мкдоп*n/974000 = 4000*250/974000 = 1.02 кВт.
8. Расчетная мощность электродвигателя станка Nэ:
Nэ = N/з=1.02/0,7=1.45 кВт,
где з-КПД механизмов и передач станка з=0,7
9. Определяем основное время Т0. Это время, затрачиваемое непосредственно на сверление при «ручном» подводе инструмента к заготовке:
L = l + lвр +lпер=75+7.5*ctg59+3*0,28=80.34 - полная длина перемещения сверла, мм;
где l=2*d -- глубина отверстия, мм
1вр=d/2*ctgц-глубина врезания сверла в заготовку, мм,
1пер?3S-- длина перебега инструмента, мм;
Принимаем угол при вершине сверла 2ц= 118°, рекомендуемый при
обработке стали. Таким образом:
То= 80.34/(0,28*250)=1.15 мин
Допуск на размер отверстия: D 4 = 14,4 +1,5 -0,7
2.3 Технология токарной обработки
Рассмотрев технологический процесс получения поковок горячей объемной штамповки, переходим к рассмотрению технологии токарной обработки.
При разработке конструкций деталей машин, обработка поверхностей которых предполагается на станках токарной группы, целесообразно учитывать ряд специальных требований, обеспечивающих их технологичность.
Детали, обрабатываемые на станках токарной группы, должны содержать наибольшее число поверхностей, имеющих форму тел вращения. Конструкция детали должна быть такой, чтобы ее масса была уравновешена относительно оси вращения. Обработка уравновешенных заготовок исключает влияние дисбаланса масс на точность изготовления поверхностей деталей. При конструировании деталей необходимо использовать нормальный ряд диаметров и длин, что позволяет применять стандартный режущий инструмент. В конструкциях следует избегать применения нежестких валов и втулок (длинных тонких валов и тонкостенных втулок). Жесткая конструкция втулок, стаканов, цилиндров позволяет обрабатывать их в кулачковых патронах, не прибегая к специальным приспособлениям. При обработке нежестких деталей погрешность геометрической формы обработанной поверхности всегда больше, чем при обработке жестких деталей.
ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА ТОЧЕНИЯ
Технологический метод формообразования поверхностей заготовок точением характеризуется двумя движениями: вращательным движением заготовки (скорость резания) и поступательным движением режущего инструмента -- резца (движение подачи). Движение подачи осуществляется параллельно оси вращения заготовки (продольная подача), перпендикулярно к оси вращения заготовки (поперечная подача), под углом к оси вращения заготовки (наклонная подача).
Разновидности точения: обтачивание -- обработка наружных поверхностей; растачивание -- обработка внутренних поверхностей; подрезание -- обработка плоских (торцовых) поверхностей; резка -- разделение заготовки на части или отрезка готовой детали от заготовки -- пруткового проката.
На вертикальных полуавтоматах, автоматах и токарно-карусельных станках заготовки имеют вертикальную ось вращения, на токарных станках других типов -- горизонтальную. На токарных станках выполняют черновую, получистовую и чистовую обработку поверхностей заготовок.
Обработка резанием - это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения требуемой геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхности детали. Для осуществления этого необходимо, чтобы заготовка и режущая кромка инструмента перемещались относительно друг друга.
Основными движениями в металлорежущих станках являются движения резания, обеспечивающие срезание с заготовки слоя металла, и включающие главное движение и подачу. Главным называется движение, которое служит непосредственно для отделения стружки. Количественно оно оценивается скоростью резания, обозначаемой буквой V, с размерностью м/с(м/мин). При токарной обработке - это вращение заготовки.
Подача - движение, обеспечивающее непрерывное врезание режущего инструмента в новые слои материала обрабатываемой заготовки. Подача обозначается буквой 8 с индексом, указывающим направление: Sпр-продольная, Sп - поперечная подача. При токарной обработке подачей является поступательное движение суппорта. Размерность подачи мм/об.
Обработка заготовки на токарном станке называется токарной операцией. Операция- законченная часть технологического процесса, выполняемая рабочим на одном | рабочем месте над определенной деталью. Простейшим элементом технологической операции является переход - обработка одной поверхности одним инструментом при определенных режимах резания. Если срезаемый слой велик, то он может удаляться не за 1, а за 2 и более проходов -однократных движений инструмента по поверхности.
После получения детали из литейного цеха, составим маршрут токарной операции обработки детали, выберем инструмент и занесем в таблицу 2.3.
Таблица 2
Уста-новы | Пере-ходы | Схемы переходов | Тип резца | ||
Установить заготовку в патрон и закрепить. Подрезать торец как «чисто». | Подрезной | ||||
Точитьш73 +1,6 -0,8 до ш70 +1,6 -0,8 на длину 40 +1,5 -0,7 | Проходной упорный | ||||
Точить ш 129,2 +1,7 -0,9 до ш 125 +1,7 -0,9 на длину 20 +1,5 -0,7 мм Установить заготовку в патрон и закрепить, подрезать тареч в размер 75 +1,6 -0,8 . | Проходной упорный Подрезной | ||||
Точитьш78 +1,6 -0,8 до ш75 +1,6 -0,8 на длину 20 +1,5 -0,7 | Проходной упорный | ||||
Расточить внутренний ш14,4 +1,5 -0,7 до ш15 +1,5 -0,7 на всю длину | Расточной проходной |
2.Выбор инструмента.
Согласно маршрута токарной обработки выбираем проходной резец. При точении заданной шероховатости 20 используем марку твердосплавной режущей пластинки - Т15К6 с геометрией: (ц = 90°, ц1= 45°,г= 10° б =12°,
r=1,0 мм. Период стойкости Т = 80 мин.
3 Расчет режима резания для перехода А2.
Глубина резания t принимается равной припуску t = z= 1 мм.
4 Выбираем подачу S. S = 0,5 мм/об.
5 Определяем скорость резания.
V=С V /(t Xv *S Yv *T m) =350/(1 0,15 *0,5 0,35 *80 0,2) V =184,2 м/мин
6 Вычисляем частоту вращения:
n= 1000V/(р*d)=1000*184,2/(3,14*15)=3910 мин-1
Уточняем nст по паспортным данным станка (см. табл. 6) и принимаем ближайшую меньшую nст=3150 мин-1.
7 Определим фактическую скорость резания:
Vф=(р*d* n cm) /1000= (3,14*15*3150)/1000=148,4м/мин
8 Определим главную составляющую силы резания (по табл. 7):
Pz= с p * t Xp * S Yp * V Пр = 2943*1*0,5 0,75 *148,4 -0,15 = 783,4 Н.
9.Определим мощность резания:
NЭ = Pz * Vф/ (1040 * 60 * з) = 783,4*148,4/(1040*60*0,8) = 2,32 кВт,
з = 0,7 - 0,9 - коэффициент полезного действия механизмов и передач станка.
Так как Nэ = 2,32 < 10 кВт =Nст, то обработка на данных режимах выполняется.
3. Заключение
Выполнив данную курсовую работу, я познакомился с разработкой технологического процесса получения горячей объемной штамповки, с технологией токарной обработки и сверления.
Сделаем некоторые выводы:
1. Штамповка в закрытых штампах должна:
1) Обеспечивать получение поковки определенной геометрической формы и размеров;
2) При штамповке в закрытых штампах надо строго соблюдать равенство объёмов заготовки и поковки;
3) Существенным преимуществом штамповки в закрытых штампах является уменьшение расхода металла, поскольку нет отхода заусениц.;
4) Поковки полученные в закрытых штампах имеют более благоприятную микроструктуру;
5) При штамповке в закрытых штампах металл деформируется в условиях всестороннего неравномерного сжатия при больших зажимающих напряжениях, чем в открытых штампах.
В процессе курсовой работы был разработан технологический процесс производства детали методом горячей объёмной штамповки. Также были рассмотрены следующие вопросы: 1. Произведён расчёт поковки детали. Определены припуски на механическую обработку, допускаемые отклонения размеров.
2. Определили техническую схему производства поковок, выполнили графическим материал, который включает в себя чертёж поковки.
2. При механической обработке деталей необходимо соблюдать следующие требования:
1) точность обработки заготовок, качество поверхностных слоев;
2) правильность выбора режущего инструмента (твердость материала режущей части должна значительно превышать твердость материала обрабатываемой заготовки, форма инструмента должна соответствовать выполняемой операции);
3) технологическая карта должна подробно отражать все операции технологического процесса;
4) при разработке конструкции детали, которые будут обрабатываться на станках токарной группы, должны содержать наибольшее число поверхностей, имеющих форму тел вращения. Масса детали должна быть уравновешена относительно оси вращения. Целесообразно избегать сложных фасонных поверхностей, придерживаться стандартных размеров и форм деталей, что позволяет использовать стандартный режущий инструмент.
3. При разработке конструкции детали, которые будут обрабатываться на сверлильных станках, необходимо придерживаться следующих технологических требований:
1) отверстия, к которым предъявляют высокие требования по точности, необходимо выполнять сквозными, а не глухими;
2) поверхность, в которую врезается сверло, должна быть перпендикулярной к движению сверла;
4) ко всем элементам детали при обработке и измерении должен быть свободный доступ;
Основой повышения экономической эффективности обработки металла давлением, конечно же, является технический прогресс. Технический прогресс - это процесс совершенствования производства, технологических методов и форм организации труда и производства, состоящий в непрерывном совершенствовании производства на базе новой техники, научных достижений и передового опыта.
5. Список использованной литературы:
1. Разработка схемы технологического процесса получения поковок горячей объемной штамповки. Метод. Указания по выполнению практической работы. ДГТУ, Ростов н/Д, 2004. 11 с.
2. Технология токарной обработки. Метод. указания по выполнению практической работы. ДГТУ, Ростов н/Д, 2000. 11 с.
3. Расчёт режима резания при сверлении. Метод. указания по выполнению практической работы. ДГТУ, Ростов н/Д, 2000. 11 с.
4. Ковка и штамповка: справочник в 4-х томах Т.2 Горячая штамповка. Под ред. Е.И.Семенова. М.: Машиностроение, 1986. 592 с.
5. Технология конструкционных материалов. Учебник для машиностроительных специальностей вузов/Под общ. ред. А.М.Дальского,2004,512 с.
6. Курсовые и дипломные проекты(работы). Правила оформления. Стандарт предприятия. ДГТУ, Ростов н/Д, 2001. 34 с.
|
Чтобы скачать работу бесплатно нужно вступить в нашу группу ВКонтакте . Просто кликните по кнопке ниже. Кстати, в нашей группе мы бесплатно помогаем с написанием учебных работ. Через несколько секунд после проверки подписки появится ссылка на продолжение загрузки работы.  |
|
| Бесплатная оценка | |
| Повысить оригинальность данной работы. Обход Антиплагиата. | |
|
РЕФ-Мастер
- уникальная программа для самостоятельного написания рефератов, курсовых, контрольных и дипломных работ. При помощи РЕФ-Мастера можно легко и быстро сделать оригинальный реферат, контрольную или курсовую на базе готовой работы - Разработка технологического процесса изготовления детали.
|
|
| Как правильно написать введение?
Секреты идеального введения курсовой работы (а также реферата и диплома) от профессиональных авторов крупнейших рефератных агентств России. Узнайте, как правильно сформулировать актуальность темы работы, определить цели и задачи, указать предмет, объект и методы исследования, а также теоретическую, нормативно-правовую и практическую базу Вашей работы. |
|
Производственный процесс представляет собой совокупность всех процессов, связанных с превращением сырья и материалов в готовую продукцию. Технологический процесс - это та часть производственного процесса, которая непосредственно связана с изменением размеров. Формы и свойства древесины.
Технологией производства называют научно и практически обоснованную систему методов и приемов, применяемых для превращения сырья в готовую продукцию.
Для наглядного изображения последовательности операций при изготовлении изделия прибегают к составлению схемы технологического процесса. К основным принципам построения схемы технологического процесса относятся:
- · изготовление изделия следует проектировать с применением новейших методов и техники производства;
- · последовательность операций механической обработки заготовок, деталей, узлов должна отвечать условиям точного базирования;
- · в массовом и серийном производстве следует стремиться к широкому применению автоматических и механизированных линий как более производительному виду современного оборудования;
- · назначить последовательность обработки каждой детали, образование узлов и последовательности их обработки, сборки узлов в группы и сборки узлов и деталей в изделие;
- · схема технологического процесса должна быть составлена так, чтобы маршруты движения деталей не пересекались, а тем более не образовывали возвратных потоков и петель;
- · проводимые над деталями технологические операции обозначаются на технологической схеме кружками или прямоугольниками, а линии, соединяющие технологические операции, обозначают транспортные перевозки деталей или партий деталей от одного рабочего места к другому;
- · правильно составленная технологическая схема должна давать представление обо всем технологическом процессе изготовления изделия и показывать в каком порядке необходимо располагать оборудование в цехах для прямоточного движения деталей от станка к станку в процессе их обработки.
Общую структуру технологического процесса можно представить в следующем виде.
Из схемы видно, что в некоторых случаях первые две операции могут меняться местами, то есть иногда в технологическом процессе сначала ведется раскрой древесины на заготовки, а затем их сушка. Аналогично может быть изменен порядок последних двух операций, отделка может производиться уже собранного изделия.
Разработка технологического процесса изготовления брусковой детали
Технологический процесс изготовления брусковых деталей из сухих пиломатериалов состоит из следующих этапов:
- · раскрой пиломатериалов по длине (торцовка) и по ширине (продольный раскрой) на заготовки;
- · первичная механическая обработка заготовок;
- · склеивание заготовок в брус или в щит;
- · вторичная механическая обработка.
Цель первичной механической обработки - получение чистовых заготовок. В первичную механическую обработку входят следующие операции: фугование и рейсмусование (строгание). Для изготовления деталей небольшой длины (примерно до 700 мм) рекомендуется применять кратные заготовки, общая длина которых составляет более 1000 мм. В этом случае кратную заготовку распиливают уже на детали требуемой длины после ее обработки по толщине и ширине, что приводит к снижению потерь древесины на припуски и уменьшению трудоемкости изготовления деталей.
Технологический процесс изготовления клееных заготовок состоит из подготовки делянок (для щита) или ламелей (для бруса) и их склеивания.
Технология подготовки делянок к склеиванию включает в себя строгание заготовок с предварительным фугованием. При этом продолжительность хранения заготовок после строгания перед склеиванием не должно превышать 8ч.
Если короткомерные делянки или ламели имеют такое же поперечное сечение, как заготовки, то на их концах фрезеруют зубчатые шипы и их склеивают по длине, а затем торцуют на заготовки требуемой длины. Для этой цели применяют специальные линии сращивания. Затем заготовки строгают и после этого склеивают по ширине или толщине.
Режимы склеивания заготовок из массивной древесины зависят от марки выбранного клея.
Цель вторичной механической обработки - получение деталей. Во вторичную механическую обработку входят следующие операции: фрезерование (шипов, проушин и других профилей), сверление отверстий, шлифование.
1. Раскрой поперечный на ЦБК-40, станок торцовочный. Операция позиционная.
где n - число резов, которые делает станок в минуту;
Т см - время смены;
m - число пропилов для выпиливания пороков и дефектов;
К р - коэффициент использования рабочего времени (время простоя);
a и b - кратность заготовки по ширине и длине.
2. Продольный раскрой на заданную ширину заготовки на многопильном станке ЦДК-5. Операция проходного типа.
где l заг - длина заготовки, м;
К м - коэффициент использования машинного времени (продукции нет);
U - скорость подачи: ручная на фуговальном, фрезерных станках 3-6 м/мин, механизированная по техническим характеристикам станка.
3. Создание базовой поверхности на станке фуговальном станке СФ-4. Фугование кромки создание базовой поверхности на кромке. Операция проходного типа.
где m - количество проходов.
4. Фугование кромки создание базовой поверхности на кромке на фуговальном станке СФ-4. Операция проходного типа.
5. Фрезерование по толщине на рейсмусовом станке одностороннем СР-8. Операция проходного типа.
6. Фрезерование по ширине на рейсмусовом станке одностороннем СР-8. Операция проходного типа.
7. Чистовой поперечный раскрой на станке Ц-6-2. Операция позиционного типа.
8. Фрезерование криволинейных профилей на торцах на фрезерном станке ФСШ-1А. Операция позиционно-проходная.
где S - ход каретки;
z - количество концов заготовки.
9. Фрезерование криволинейных нижнего профиля на кромке на фрезерном станке ФСШ-1А. Операция позиционно-проходная.
10. Шлифование пластей кромок выполняется на узколенточном шлифовальном станке ШлПС-8. Операция позиционная.
где с - коэффициент перекрытия ходов;
с - количество шлифуемых сторон;
Количество номеров шлифовальной ленты.
11. Контроль качества устранение дефектов.
Разработка технологического процесса изготовления щитовой детали на основе древесностружечных плит (ДСтП + шпон)
Технологический процесс изготовления щитов состоит из следующих этапов:
- · раскрой плит на заготовки;
- · первичная механическая обработка заготовок (калибрование заготовок по толщине);
- · облицовывание пластей;
- · вторичная механическая обработка (опиливание и фрезерование кромок, облицовывание кромок, фрезерование профиля на кромках заготовок;
- · сверление отверстий, шлифование).
Цель первичной обработки щитов - получение чистовых заготовок перед облицовыванием.
Цель вторичной обработки щитов - получение готовых деталей.
Облицовывание заготовок из ДСтП строганным или лущеным шпоном и пленками на основе пропитанных бумаг необходимо производить горячим способом. Для этих целей выбирается специальный пресс с обогреваемыми плитами.
Двухстороннее шлифование пластей выполняется для заготовок, облицо-ванных строганным или лущеным шпоном:
- · длинные заготовки (длиной более 400 мм) обрабатываются на широколенточных шлифовальных станках;
- · заготовки меньшей длины шлифуют на узколенточных шлифовальных станках, на которых можно шлифовать также заготовки больших размеров.
Однако трудоемкость шлифования при этом будет выше, чем на широколенточных шлифовальных станках. После облицовывания заготовок пленками на основе пропитанных бумаг пласти не шлифуют. Если кромки щитов облицованы кромочным пластиком, то кромки тоже не шлифуют.
Задание………………………………………………………………………………………………………………..2
Чертеж детали………………………………………………………………………………………………………..3
Введение………………………………………………………………………………………………………………5
1.Проектирование технологического процесса с использованием типового……………….……..……..6
1.1 Анализ исходных данных…………………………………………………………………………...…….6
1.2 Определение конструкторско-технологического кода детали……………………………………..7
2. Оценка показателя технологичности конструкции детали………………………………………………8
3. Выбор метода изготовления детали………………………………………………………………………...9
4. Выбор заготовок и технологических баз…………………………………………………………………..10
5. Назначение режимов обработки…………………………………………………………………………....12
6. Выбор технологической оснастки…………………………………………………………………………..13
7. Техническое нормирование………………………………………………………………………………….14
7.1 Раскрой на гильотинных ножницах……………………………………………………………………14
7.2 Холодная штамповка…………………………………………………………………………………….15
8. Определение типа производства…………………………………………………………………………...17
9. Технико-экономические показатели разработанного технологического процесса………………...18
10. Расчет размера партии деталей, заготовок………………………………………………………………21
12. Мероприятия по безопасности труда………………………………………………………………………23
13. Заключение……………………………………………………………………………………………………..24
14. Библиографический список………………………………………………………………………………….25
Приложение 1………………………………………………………………………………………………..…26
Приложение 2………………………………………………………………………………………………..…27
Приложение 3………………………………………………………………………………………………..…28
Приложение 4………………………………………………………………………………………………..…29
В настоящее время в нашей стране сложилась такая ситуация, что развитие промышленности является самой приоритетной из всех поставленных задач. Для того, чтобы Россия заняла прочное место среди ведущих мировых держав, в ней должна существовать развитая сфера промышленного производства, которая должна основываться не только на восстановлении основанных в советский период заводов, но и на новых, более современно оборудованных, предприятиях.
Одним из важнейших шагов на пути к экономическому процветанию является подготовка специалистов, которые имели бы не строго ограниченные рамками своей профессии знания, а могли комплексно оценить выполняемую ими работу и ее результат. Такими специалистами являются инженеры-экономисты, разбирающиеся не только во всех тонкостях экономических аспектов функционирования предприятия, но и в сущности производственного процесса, который и обуславливает это функционирование.
Целью данного курсового проекта является ознакомление непосредственно с процессом производства, а также оценка и сравнение его эффективности не только с экономической, но и с технологической точек зрения.
Производство изделия, его сущность и методы оказывают наиболее весомое влияние на технологические, эксплуатационные, эргономические, эстетические и, конечно, функциональные характеристики этой продукции, а, следовательно, на его себестоимость, от которой в прямой зависимости находятся цена изделия, спрос на него со стороны пользователей, объемы продаж, прибыль от реализации, а, следовательно, все экономические показатели, которые и определяют финансовую устойчивость предприятия, его рентабельность, долю рынка и т.д. Таким образом, то, как изготовляется продукция, оказывает влияние на весь жизненный цикл товара.
Сегодня, когда конкурентный рынок вынуждает производителей переходить к наиболее качественным и дешевым продуктам, особенно важно оценить все аспекты производства, распространения и потребления изделия еще на стадии его разработки, чтобы избежать неэффективного использования ресурсов предприятия. Это помогает также в совершенствовании технологических процессов, которые разрабатываются часто не только исходя из потребностей рынка в изготовлении новый продукции, но и принимая во внимание стремление производителей к более дешевому и быстрому способу получения уже существующей продукции, что сокращает производственный цикл, уменьшает величину связанных в производстве оборотных средств, а, следовательно, стимулирует рост инвестиций в новые проекты.
Итак, проектирование технологического процесса является важнейшим этапом производства продукции, который влияет на весь жизненный цикл товара и способен стать определяющим при принятии решения о производстве того или иного продукта.
Технологический процесс - главная часть производственного процесса, включающая действия по изменению размеров, формы, свойств и качества поверхностей детали, их взаимного расположению с целью получения нужного изделия.
Типовой технологический процесс является унифицированным для наиболее типичных деталей, обладающих сходными технико-конструктивными параметрами. Инженерами высокого класса разрабатывается технологический процесс для типовых деталей, а затем, с их помощью, составляют рабочие технологические процессы для конкретной детали. Использование типового технологического процесса позволяет упростить разработку тех. процессов, повысить качество этих разработок, сэкономить время и сократить затраты на технологическую подготовку производства.
Разработка технологического процесса включает в себя следующие этапы :
Определение технологической классификационной группы детали;
Выбор по коду типового технологического процесса (выбор метода получения детали);
Выбор заготовок и технологических баз;
Уточнение состава и последовательности операций;
Уточнение выбранных средств технологического оснащения.
Для определения технологической классификационной группы детали необходимо изучить исходные данные, в которых содержится информация о детали и располагаемом для ее изготовлению оборудовании.
Исходные данные содержат:
· чертеж детали
· сборочный чертеж штампа
· спецификация
В результате изучения этих данных, получаем:
Деталь - экран - представляет собой плоскую деталь с конструкторским кодом:
РГРА. 755561.002.
Материал: Сталь 10 ГОСТ 914- 56 - качественная низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода 0,2 %. Этот сплав хорошо сваривается и обрабатывается резанием, а также давлением в холодном состоянии. Эти свойства доказывают целесообразность использования холодной штамповки для изготовления этой детали.
Сортамент: лист толщиной 1 мм. Из данного материала обычно изготавливают горячекатаные листы.
Шероховатость: для всей поверхности детали высота неровностей профиля по десяти точкам R z =40 мкм, среднеарифметическое отклонение профиля R a =10 мкм. Класс шероховатости 4. Поверхность детали образуется без удаления верхнего слоя.
Степень точности: наибольший квалитет 8
Технологический процесс: в данном случае наиболее целесообразно применять холодную штамповку.
Холодная штамповка - это процесс формообразования поковок или готовых изделий в штампах при комнатной температуре.
Масса детали:
M = S*H*r, где S – площадь детали, мм 2 ; H – толщина, мм; r - плотность, г/мм 3
Штамп последовательный
Штамп - деформирующий инструмент, под воздействием которого материал или заготовка приобретает форму и размеры, соответствующие поверхности или контуру этого инструмента . Основными элементами штампа являются пуансон и матрица.
Конструкция данного штампа включает пуансон для пробивки отверстия диаметром 18 мм, а также пуансон для вырубки наружного контура детали.
Этот штамп является последовательным многооперационным штампом, который предназначен для штамповки деталей из листового материала. Изготовление заготовки проходит в 2 этапа: сначала пробиваются отверстие диаметром 18 мм, затем получение наружного контура детали.
При нахождении технологической классификационной группы детали необходимо к уже имеющемуся конструкторскому коду детали добавить технологический код детали.
Для определения технологического кода детали по имеющимся данным определим ряд признаков, а затем найдем их код по "Конструкторско-технологическому классификатору деталей" :
Таблица 1.
| № | Признак | Значение | Код |
| 1 | Метод изготовления | Холодная штамповка | 5 |
| 2 | Вид материала | Углеродистая сталь | У |
| 3 | Объемно-габаритные характеристики | Толщина 1 мм | 6 |
| 4 | Вид дополнительной обработки | С заданной шероховатостью | 1 |
| 5 | Уточнение вида дополнит. обработки | галтовка | 1 |
| 6 | Вид контролируемых параметров | Шероховатость, точность | М |
| 7 | Количество исполнительных размеров | 3 | 1 |
| 8 | Количество констр. элементов, получаемых дополнит. Обработкой | 1 | 1 |
| 9 | Количество типоразмеров | 4 | 2 |
| 10 | Сортамент материала | лист горячекатаный | 5 |
| 11 | Марка материала | Сталь 10КП лист 1,0-II-H ГОСТ 914-56 | Д |
| 12 | Масса | 6 г | 4 |
| 13 | Точность | квалитет-8, Rz=40, Ra=10 | П |
| 14 | Система простановка размеров | прямоугольная система координат последовательно от одной базы |
3 |
Таким образом, полный конструкторско-технологический код детали имеет вид:
РГРА. 745561.002 5У611М.1125Д4П3
Технологичность - это свойство конструкции изделия, обеспечивающее возможность его выпуска с наименьшими затратами времени, труда и материальных средств при сохранении заданных потребительных качеств .
Значение показателя технологичности определяется как комплексное через значения частных показателей в соответствии с ОСТ 107.15.2011-91 по формуле:
k i - нормированное значение частного показателя технологичности детали
Конструкция детали является технологичной, если рассчитанное значение показателя технологичности не меньше его нормативного значения. В противном случае конструкция детали должна быть доработана конструктором.
Оценка технологичности детали 5У611М.1125Д4П3
Таблица 2
| Наименование и обозначение частного показателя технологичности | Наименование классификационного признака | Код градации признака | Нормированное значение показателя технологичности |
| Показатель прогрессивности формообразования К ф | Технологический метод получения, определяющий конфигурацию (1-й разряд технологического кода) | 5 | 0,99 |
| Показатель многономенклатурности видов обработки К о | Вид дополнительной обработки (4-й разряд технологического кода) | 1 | 0,98 |
| Показатель многономенклатурности видов контроля К к | Вид контролируемых параметров (6-й разряд технологического кода) | М | 0,99 |
| Показатель унификации конструктивных элементов К у | Количество типоразмеров конструктивных элементов (9-й разряд технологического кода) | 2 | 0,99 |
| Показатель точности обработки К т | Точность обработки (13-й разряд технологического кода) | П | 0,96 |
| Показатель рациональности размерных баз К б | Система простановки размеров (14-й разряд технологического кода) | 3 | 0,99 |
Нормативное значение показателя технологичности равно 0,88. Рассчитанный 
. Следовательно, конструкция детали технологична.
Технологическому процессу сопутствует ряд вспомогательных процессов: складирование заготовок и готовых изделий, ремонт оборудования, изготовление инструмента и оснастки.
Технологический процесс условно состоит из трех стадий:
1. Получение заготовок.
2. Обработка заготовок и получение готовых деталей.
3. Сборка готовых деталей в изделие, их настройка и регулировка.
В зависимости от требований, предъявляемых к точности размеров, формы, относительного положения и шероховатости поверхностей детали с учетом ее размеров, массы, свойств материала, типа производства, выбираем один или несколько возможных методов обработки и тип соответствующего оборудования .
Деталь представляет собой плоскую фигуру, поэтому она может быть изготовлена из листового материала с помощью штампа.
Маршрут изготовления изделия:
1) подготовительная операция:
1.1) выбор заготовок;
1.2) составление карт раскроя материала;
1.3) расчет режимов обработки;
2) заготовительная операция - на гильотинных ножницах разрезают листы на полосы согласно карте раскроя; эта операция выполняется низко квалифицированным (1…2 разряд) резчиком с помощью гильотинных ножниц.
3) штамповочная операция - придание заготовке формы, размеров и качества поверхности, заданных чертежом; эта операция исполняется более квалифицированным (2…3 разряд) рабочим - штамповщиком, с применением штампа, оснащенного прессом.
4) галтовочная операция - снятие заусенцев; эту операцию выполняет слесарь 2…3 разряда на вибрационной машине
5) контрольная операция - контроль после каждой операции (визуальный), выборочный контроль на соответствие чертежу. Контроль размеров проводится с помощью штангенциркуля - для контура детали, и с помощью пробок - для отверстий.
Заготовки необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и возможность снижения трудоемкости изготовления самой детали.
Так как деталь изготавливается из плоского материала, то в виде исходных материалов целесообразно использовать листы. Вследствие того, что деталь изготавливается методом холодной штамповки в последовательном штампе, то листы для подачи в штамп нужно разрезать на полосы. Необходимо найти как можно более рациональный способ раскройки материла, который определяется с помощью формулы:
где А - наибольший размер детали, мм
δ - допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных ножницах, мм
Zн - гарантийный наименьший зазор между направляющими планками и полосой, мм
δ" - допуск на расстояние между направляющими планками и полосой, мм
а - боковая перемычка, мм
С помощью таблиц определяем для данной детали:
Для данной детали подойдут круглые заготовки.
Наибольший размер детали А = 36 мм.
Перемычки а=1,2 мм; в=0,8 мм
Допуск на ширину полосы, нарезанной на гильотинных ножницах δ=0,4 мм
Гарантийный наименьший зазор между направляющими планками и полосой Zн=0,50 мм
Допуск на расстояние между направляющими планками и полосой δ"=0,25
Продольный раскрой:
Получаем коэффициент использования материала:
Где S А - площадь детали, мм 2 ;
S Л - площадь листа, мм 2 ;
n - количество деталей, полученных из листа.
В результате получаем:
Проанализируем поперечный раскрой:
Таким образом, продольный раскрой более экономичен, так как при этом раскрое коэффициент использования материала больше, чем при поперечном.
Приведем схемы раскрой для продольного раскроя материала (рис. 1, 2)
 |
а=1,2 t=D+в=36,8
Рис. 1. Раскрой полосы
2000
Рис. 2. Раскрой листа.
Исходя из конструкции штампа, базирование заготовки осуществляется с помощью упора и направляющих планок штампа, а базирование пуансонов - по геометрическому центру пуансона матрицы (по контору детали).
Наибольшую точность обеспечивает совпадение конструкторской и технологической баз. В данном случае будет трудно обеспечить высокую точность, так как последовательный штамп предполагает движение заготовки от пуансона к пуансону, что, естественно, увеличивает погрешность изготовления детали.
Режимы обработки представляют собой совокупность параметров, определяющих условия, при которых изготавливаются изделия.
Штамп последовательного действия предполагает сначала - пробивка отверстий, а затем - вырубка по контуру. Вырубка и пробивка являются операциями отделения части листа по замкнутому контуру в штампе, после которых готовая деталь и отход проталкиваются в матрицу.
Для детали, получаемой штамповкой, расчет режимов заключается в определении усилий штамповки. Полное усилие штамповки складывается из усилий пробивки, вырубки, снятия и проталкивания детали.
Условие пробивки определяется по формуле:
где L - периметр пробиваемого отверстия, мм;
h - толщина детали, мм;
σ ср - сопротивление срезу, МПа.
Из таблицы находим: σ ср =270 МПа.
Таким образом,
Усилие вырубки детали по контуру определяется по той же формуле:
Определение требуемых усилий проталкивания детали (отхода) сквозь матрицу производится по формуле:
где К пр - коэффициент проталкивания. Для стали K пр =0,04
Аналогично определяется усилие снятия отхода (детали) с пуансона:
;
где K сн - коэффициент проталкивания. Для стали K сн =0,035
Полное усилие штамповки найдем по формуле:
где 1,3 - коэффициент запаса на усиление пресса.
Для данной детали получим полное усилие штамповки:
Технологическая оснастка представляет собой дополнительные устройства, применяемые для повышения производительности труда, улучшения качества.
Для изготовления детали сепаратор, исходя из имеющегося оборудования, целесообразно применять штамп последовательного действия, когда вырубка отверстий и контура детали производится последовательно, что позволяет использовать простую конструкцию штампа, а в качестве оборудования по технологическому процессу требуются гильотинные ножницы и механический пресс.
Гильотинные ножницы представляют собой станок для резки бумажных кип, металлический листов и т.д., в котором один нож неподвижно закреплен в станине, а другой, поставленный наклонно, получает возвратно-поступательное движение.
Главными параметрами, который является наиболее показательным для выбираемого оборудования и который обеспечивает выполнение режимов, предусмотренных технологическим процессом, для пресса является усилия штамповки, прессования, а для гильотинных ножниц - наибольшая толщина разрезаемого листа и его ширина.
Таблица 3
Характеристики ножниц Н475
Рассчитанное усилие штамповки Р п =63,978 кН выбираем [по приложению 5, 3051] пресс таким образом, чтобы его номинальное усилие превышало значение требуемого усилия штамповки.
Таблица 4
Характеристики пресса КД2118А
Нормирование технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Т ш для каждой операции (при массовом производстве) и штучно-калькуляционного времени Т шт (при серийном производстве). В последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Т пз.
Величины и Т шк определяют по формулам:
; Т шк = Т ш + Т пз /n,
где Т о - основное технологическое время, мин;
Т в - вспомогательное время, мин
Т об - время обслуживания рабочего места, мин;
Т д - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;
Т пз – подготовительно-заключительное время, мин;
n – количество деталей в партии.
Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на изменение форм и размеров детали.
Вспомогательное время расходуется на установку и снятие детали, управление станком (прессом) и изменение размеров детали.
Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем.
Время обслуживания рабочего места складывается из времени технического обслуживания (смена инструмента, подналадка станка) и времени на организационное обслуживание рабочего места (подготовка рабочего места, смазка станка и т.д.)
Подготовительно-заключительное время нормируется на партию деталей (на смену). Оно расходуется на ознакомление с работой, настройку оборудования, консультации с технологом и т.д.
Рассчитаем нормирование технологического процесса нарезки листа материала на полосы.
Так как в последовательный штамп подаются полосы материала, то требуется разрезать листы стали 10 на полосы, ширина которых равна ширине заготовок. Для этого используем гильотинные ножницы
Операция - резка полос из стального листа 710 х 2 000;
шаг - 38,75 мм;
18 полос из листа;
18 х 54 = 972 шт. -заготовок из листа;
ручной способ подачи и установки листа;
ручной способ удаления отхода;
оборудование - гильотинные ножницы Н475;
40 ходов ножа в минуту;
способ включения ножной педалью;
муфта включения фрикционная;
положение рабочего - стоя.
1. Расчет нормы штучного времени на резку стального листа
1.1. Взять лист из стопы, положить на стол ножниц, установить по заднему упору. Время на эти операции зависит от площади листа и обычно указывается в расчете на 100 листов.
При площадь листа время на 100 листов- 5,7 мин.
Следуя указаниям по расчетам:
1.1.1) при подсчете нормы штучного времени на заготовку, время по нормативам делим на число заготовок, получаемых из листа;
1.1.2) при установке листа по заднему упору, время по нормативам принимаем с коэффициентом, равным 0,9;
1.1.3) поправочный коэффициент при толщине листа стали 1 мм - 1,09.
1.2. Включить ножницы 18 раз. Так как требуется получить 18 полос: 17 включений ножниц для того, чтобы отделить полосы одну от другой и еще одно - чтобы отделить последнюю полосу от остатка листа. Время, затрачиваемое на это, зависит от способа включения гильотинных ножниц.
При нажатии педали сидя - 0,01 мин на полосу.
1.3. Отрезать заготовки 18 раз. Длительность этой операции зависит от возможностей ножниц
При 40 ходов в минуту и фрикционной муфты выключения - 0,026 мин на полосу.
1.4.Продвинуть лист до упора 18 раз (так как лист делится на полосы с остатком, поэтому необходимо отделить последнюю полосу от отхода). Продолжительность данного действия зависит от длины листа и шага.
При длине листа по линии реза 2000 мм и шаге продвижения листа 38,75 < 50 мм время - 1,4 мин на полосу.
1.5.Взять отход со стола ножниц, уложить в стопу.
При площади заготовки время 0,83 мин.
Таблица 5.
Расчет нормы штучного времени на резку стального листа
| Переходы | Время на 100 листов, мин | |||
| Основное время, Т о | Вспомогательное время, Т в | |||
| перекрываемое время | неперекрываемое время, Т в | |||
| Взять лист из стопы, проложить на стол ножниц, установить по заднему упору | 1.1 | - | - | |
| Включить ножницы (18 раз) | 1.2 | - | - |  |
| Отрезать заготовки (18 раз) | 1.3 |  |
- | - |
| Продвинуть лист до упора (17 раз) | 1.4 | - |  |
 |
| Взять отход со стола ножниц, уложить в стопу | 1.5 | - | - |  |
| Итого | 46,8 | 27,2 | 50,39 | |
* - см. пункт 1.1.2.
Норма штучного времени рассчитывается по формуле:
Т о – основное время резки;
Т в – вспомогательное время;
n д – число деталей в листе.
на 100 деталей;
мин на 1 деталь.
Операция - вырубка детали по контуру, отверстий в детали из полосы;
штамп с открытым упором;
ручной способ подачи и установки заготовки;
ручной способ удаления отходов;
положение рабочего - сидя;
кривошипный пресс с усилием 63 Н;
150 ходов ползуна в минуту;
фрикционная муфта включения;
способ включения - педалью.
2. Расчет нормы штучного времени на штамповку детали из полосы.
1.1. Взять полосу, смазать с одной стороны. Необходимыми операциями подготовки заготовок к холодной штамповке являются удаление окалины, загрязнений, дефектов, покрытий-смазок. Затрачиваемое на это время зависит от площади заготовки.
При такой площади время на 100 полос равно 5,04 мин.
2.2. Установить полосу в штамп до упора. Эта операция необходима для обеспечения условия базирования, ее продолжительность зависит от вида штампа, длины и ширины полосы, а также толщины материала.
При ширине полосы 38,75 мм исходное время равно 5,04 мин на 100 полос.
При полосе длиной 2 м коэффициент равен 1,08;
для закрытого штампа - 1,1;
для стали толщиной 1 мм - 1,09.
2.3. Включить пресс. Длительность данного действия зависит от положения рабочего и способы управления прессом.
Для включения пресса педалью сидя - 0,01 мин на полосу;
2.4. Штамповать. Время, занимаемое штамповкой зависит от используемого оборудования.
Для пресса с числом ходов ползуна равным 150 и фрикционной муфтой - 0,026 мин на полосу.
2.5. Время, затрачиваемое на продвижение полосы на шаг, зависит от ширины и длины полосы и вида штампа.
Для полосы шириной 38,75 мм основное время равно 0,7 мин на 100 полос;
для закрытого штампа - коэффициент 1,1;
коэффициент для полосы длиной 2 м - 1,08.
2.6. Длительность операции удаления отхода полосы (решетки) определяется, исходя из полосы материала.
При полосе 38,75 х 2 000 - 3,28;
для закрытого штампа - 1,1;
коэффициент для стали толщиной 1 мм - 1,09.
Таблица 6.
Расчет нормы штучного времени на штамповку детали
| Переходы | Время на 100 полос, мин | |||
| Основное время, Т о | Вспомогательное время, Т в | |||
| перекрываемое время | неперекрываемое время, Т в | |||
| Взять полосу, смазать с одной стороны | 2.1 | - | - | 5,04 (t в1) |
| Установить полосу в штамп до упора | 2.2 | - | - |  |
| Включить пресс | 2.3 | - | - |  |
| Штамповать | 2.4 |  |
- | - |
| Продвинуть полосу на шаг | 2.5 | - |  |
- |
| Отбросить отход полосы (решетку) | 2.6 | - | - | |
| Итого | 2,6 | 0,91 | 16,5 | |
Норма штучного времени:
n д - количество деталей, получаемых из полосы;
К пр - коэффициент, учитывающий положение рабочего (сидя - 0,8);
а обс - время на организационно-техническое обслуживание рабочего места, для кривошипного пресса с усилием прессования до 100 кН, равно 5 % от оперативного времени;
а от.л. - время, затрачиваемое рабочими на отдых и личные надобности, при массе заготовки до 3 кг принимается как 5 % от оперативного времени.
мин на одну заготовку.
Согласно ГОСТ 3.1108 - 74 ЕСТД тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций. На стадии проектирования технологических процессов используется следующая методика расчета коэффициента закрепления операций (серийности) за рабочим местом (станком) :
где Т т - такт выпуска, мин;
Т ш. ср. - среднее штучное время для выполнения операции, мин.
Такт выпуска рассчитывается по формуле:
Ф - действительный годовой фонд времени работы станка или рабочего места, ч (примем Ф=2000 ч).
N - годовая программа выпуска изделий, шт.
Среднее штучное время определяется как среднее арифметическое по операциям процесса. Будем считать, что время в основном затрачивается на нарезку и штамповку.
n - число операций (при указанном допущении k=2)
Дано, что годовая программа выпуска экрана равна 1000 тыс. шт.
Такт выпуска 
мин.
Штучное время мин.
Среднее штучное время 
мин.
Коэффициент закрепления операций 
.
В зависимости от величины К зо выбираем тип производства: при 1< К зо <10 крупносерийный тип производства.
Крупносерийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимся партиями. В таком производстве применяют специальное, специализированное и универсальное оборудование и приспособления.
Для экономической оценки используют в основном две характеристики: себестоимость и трудоемкость.
Трудоемкость - количество времени (в часах), затрачиваемое на изготовление одной единицы изделия. Трудоемкость процесса составляет сумма трудоемкости по всем операциям.
Трудоемкость операций складывается из подготовительно-заключительного времени Т пз, приходящегося на единицы продукции, и штучного времени Т ш, затрачиваемого на выполнение данной операции. Численно трудоемкость операции Т равна штучно-калькуляционному времени Т шк, которое может быть рассчитано по формуле:
где n - количество деталей в партии, определяется по формуле:
;
где 480 мин - продолжительность одной рабочей сметы в минутах;
Подготовительно-заключительное время за смену складывается, в основном, из длительности подготовительно-заключительных операций для резки и штамповки. Примем:
мин в смену;
мин в смену.
Рассчитаем трудоемкость операции резки:
Штучное время резки:
резки;
Количество деталей в партии: 
шт;
Трудоемкость операции резки: 
мин;
Рассчитаем трудоемкость операции штамповки:
Штучное время резки:
резки;
Количество деталей в партии: 
шт;
Трудоемкость операции штамповки: 
мин;
Величина, обратная технологической норме времени Т, называется нормой выработки Q:
Согласно полученному значению трудоемкости, нормы выработки:
(1/мин);
(1/мин).
Производительность технологического процесса определяется количеством деталей, изготавливаемых за единицу времени(час, смена):
где Ф - фонд рабочего времени, мин;
Сумма трудоемкости по всем операциям процесса (в данном случае по двум: резке и штамповке).
Производительность технологического процесса: 
деталей в смену.
При экономической оценке варианта изготовления отдельной детали достаточно определить его технологическую себестоимость . Она отличается от полной тем, что в нее входят прямые затраты на основные материалы и производственная заработная плата, а также расходы, связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования и инструмента.
;
где С м - стоимость основных материалов или заготовок, руб./шт.;
З - заработная плата производственных рабочих, руб./шт.;
1,87 - коэффициент, учитывающий затраты на возмещение изношенного инструмента, оснастки и расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, вместе взятые, составляют 87 % от заработной платы.
Стоимость основного материала определяется по формуле:
где М н. р. - норма расхода материала или масса заготовки, кг/шт.;
С м.о. - оптовая цена материала или заготовки, руб./кг;
m о - масса реализуемых отходов, кг/шт.;
С о - стоимость отходов, принимается в размере 10 % от стоимости основного материла, руб./кг.
Масса реализуемых отходов определяется по формуле:
где М з - масса заготовки детали, кг/шт.;
М д - масса детали, кг/шт.
Масса заготовки вычисляется по формуле:
;
где V - объем заготовки детали;
ρ- плотность материала заготовки, г/см 3 ;
S л –площадь листа;
t л - толщина листа;
n – число деталей из листа.
Масса заготовки: 
кг.
Масса детали уже рассчитана ранее: М з =0,006 кг.
Масса реализуемых отходов: кг.
Оптовая цена стали 10: С м.о. = 1100 руб.·т=1,1 руб.·кг.
Тогда цена отходов: С о =0,1·1,1=0,11 руб.·кг.
Стоимость основного материала: руб. на деталь.
Заработная плата в зависимости от конкретных условий изготовления детали может быть выражена следующим образом:
где Кз - коэффициент, учитывающий доплаты к заработной плате рабочим (на отпуска, за ночные смены), а также отчисления на социальное страхование;
ti - норма штучного времени на выполнение технологической операции, мин./шт.;
Si - ставка квалификационного разряда рабочего, руб./ч;
n - число технологических операций.
В данном случае примем во внимание 2 операции: резку полос на гильотинных ножницах и штамповку детали. По уже рассчитанным значениях:
t 1 =0,0015 мин.;
t 2 =0,034 мин.;
Квалификационный разряд рабочего, выполняющего операцию резки - II; а операцию штамповки - III.
Тарифная ставка первого квалификационного разряда рабочего принимается - 4,5 руб./ч. Тарифная ставка каждого последующего квалификационного разряда рабочего увеличивается в 1,2 раза.
Для рабочих механических цехов доплаты к заработной плате составляют около 4,5 %, а отчисления на социальные нужды - 7,8 %, т.е. К з =1,13.
В результате получаем заработную плату, приходящуюся на одну единицу изделия:
Окончательно получаем технологическую себестоимость единицы продукции:
10. Расчет размера партии деталей
Программа выпуска: N=1000 тыс.шт
Действительный годовой фонд времени: Ф=2000 час.
Тогда ритм производства должен быть: 
дет/час
Если Т ш штамповки
=0,034 мин, то 
дет/час
Из время на установку и снятие штампа t=30+10=40 мин, а зарплата рабочего 3 разряда З р = 4,5 руб/час *1,44 = 6,48 руб/час.
Тогда 
руб
Расчет размера партии заготовок
Из наладка упоров гильотинных ножниц 3,5мин, установка зазора между ножами пусть будет 16,5 мин, тогда t п.з.
= 3,5+16,5 = 20мин, а затраты на наладку рабочего II разряда 
руб
полос/час.
Если Т ш резки
= 0,0015мин, то 
полос/час.
Пусть с 2
’ = 0,01*10 -3
руб, тогда
полос.
11. Рекомендации по наладке ножниц
Зазор между ножами регулируют в зависимости от толщины и прочности разрезаемого материала передвижением стола, для чего необходимо отпустить гайки болтов крепления стола к станине и при помощи 2 регулировочных винтов установить необходимый зазор, после чего гайки надо затянуть. Для установки ножей после переточки рекомендуется применять прокладки из фольги или другого тонкого листового материала.
Величину зазора определяем по табл. 11 в .
Наладка упоров . Для обрезки полос различной ширины применяются задний, передний и боковой упоры, упоры-угольники и упоры-кронштейны. Наладку заднего упора производят путем его перемещения с помощью маховичков по линейка или шаблонам. Если наладку производят по шаблону, то последний устанавливают кромкой в упор к нижнему ножу, а ко второй его кромке вплотную придвигают задний упор и закрепляют винтами. Наладку переднего упора производят по шаблону, уложенному на стол. Упоры –угольники, упоры-кронштейны и боковые упоры крепят к столу в различных положениях в зависимости от необходимости.
Задний упор
0,075 0,05
0,075
Ножи38,75 38,75
Нижний нож
Верхний нож
Нижний нож
Рис. 3. Наладка ножниц.
12. Безопасность труда
Основной задачей техники безопасности является обеспечение безопасных и здоровых условий труда без снижения его производительности . Для этого проводится большой комплекс мероприятий по созданию таких условий.
С целью предупреждения производственного травматизма подвижные части станков, рабочие зоны оборудования, технологической оснастки снабжаются оградительными устройствами (барьеры, решетки, кожухи, щитки и т. д.). Для обеспечения воздушной среды на рабочем месте, соответствующей санитарным нормам, станки, другое технологическое оборудование снабжаются индивидуальными или групповыми отсасывающими устройствами.
Большое значение имеет охрана окружающей среды. Для уменьшения загрязнений необходимо применение безотходных технологий, создание очистных сооружений, позволяющих многократно использовать одни и те же объемы воды, воздуха в защитных системах.
При разработке технологических процессов изготовления деталей необходимо предусматривать конкретные меры, обеспечивающие безопасные условия труда, охрану окружающей среды при изготовлении рассматриваемой детали.
Для обеспечения безопасности труда на операции резки с помощью гильотинных ножниц, помимо безопасной конструкции инструмента, рабочий должен использовать тканевые рукавицы для подачи листа материала внутрь ножниц, чтобы не поранить руки, а также халат, чтобы избежать порчи одежды при смазке листа.
Охрана окружающей среды при резке осуществляется по средством утилизации отходов, остающихся после нарезки листа на полосы, а при работе со смазкой следует аккуратно наносить ее на лист материла.
При штамповке рабочему необходимо быть предельно внимательным при включении штампа, так как он не снабжен ограждениями, а также использовать тканевые рукавицы для подачи полосы материала в штамп.
Отходы от штамповки должны утилизироваться, не нанося вреда окружающей среде.
Таким образом, использование типового технологического процесса облегчает проектирование, конструирование детали, ее изготовление и контроль.
Благодаря экономии не только времени, которое было бы затрачено на разработку в случае отсутствия такого "прототипа", но и сокращение затрат, требующихся на исправление и утилизацию брака при использовании неотработанных технологии, оборудования и оснастки, удается получить хорошие экономические показатели технологического процесса изготовления и сборки даже для небольших партий продукции и оборудования.
Наибольшее время при использовании типового процесса приходится затрачивать на технологическую подготовку производства, которая необходима для подгонки "прототипа" для конкретной детали. Учитывая, что многие операции из ТПП являются стандартными и вполне могли бы выполняться с помощью вычислительной техники, в настоящее время преобладающим является тенденция к поной или хотя бы частичной автоматизации процесса технологической подготовки производства.
Приложения Библиографический список
1. Дриц М. Е., Москалев М. А. "Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов. - М. Высш. шк., 1990. - 447 с.: ил.
2. Зубцов М. Е. "Листовая штамповка". Л.: Машиностроение, 1980, 432 с.
3. Конструкторско-технологический классификатор деталей.
4. Лекции по курсу "Технология машиностроительного производства" Лобанова С. А., 2001 г.
5. Мансуров И. З., Подрабинник И. М. Специальные кузнечно-прессовые машины и автоматизированные комплексы кузнечно-штампового производства: Справочник. М. : Машиностроение, 1990. 344 с.
6. Справочник нормировщика / Под общей ред. А. В. Ахумова. Л. : Машиностроение, 1987. 458 с.
7. Технология машиностроительного производства. Методические указания к курсовому проектированию/ Рязан. гос. радиотехн. акад; Сост.: А. С. Кирсов, С. Ф. Стрепетов, В. В. Коваленко; Под ред. С. А. Лобанова. Рязань, 2000. 36 с.
8. Правила оформления технологических документов: Методические указания к курсовому и ди пломному проектированию/ Рязан. гос. радиотехн. акад; Сост. А. С. Кирсов, Л. М. Мокров, В. И. Рязанов, 1997. 36 с.
Техпроцессы разрабатываются в случае:
а) при подготовке к выпуску новых машин;
б) при модернизации конструкций освоенных машин;
в) при изменении объёма производства;
г) при внедрении нового технологического оборудования.
Исходные данные для разработки технологических процессов:
а) рабочие чертежи деталей;
б) годовая программа выпуска деталей;
в) сведения об оборудовании;
г) принятые типовые или групповые технологические процессы;
д) справочные материалы (каталоги, альбомы, стандарты и др.).
Разработку предваряет технологический контроль чертежей для проверки запроектированных деталей на технологичность их конструкции.
Технологичность конструкции детали (по ГОСТ 14.201 – 83) – это совокупность свойств, обеспечивающих заданные эксплуатационные характеристики деталей при минимальных производственных издержках (трудозатраты, материалы, энергоресурсы, сырьевые ресурсы).
Разработка технологических процессов должна производиться на основе использования ресурсосберегающих технологий.
В общем случае разработка технологического процесса изготовления детали включает следующие этапы:
1) Анализ исходных данных и выбор действующего типового (группового) технологического процесса или поиск его аналога;
2) Выбор способа получения заготовки и метода её изготовления;
3) Выбор методов и последовательности обработки отдельных поверхностей детали, а также её базирования;
4) Составление технологического маршрута обработки детали;
5) Разработка технологических операций;
6) Нормирование технологических процессов (установление норм расхода материала, норм времени на обработку, квалификации исполните-
7) Расчёт экономической эффективности технологического процесса;
8) Оформление технологической документации и разработка заданий на
проектирование оснастки, нормоконтроль и т.д.
Детализация разработки технологической документации зависит от стадии подготовки и типа производства. На стадиях предварительного проекта и изготовления опытной партии технологическую документацию выполняют в маршрутном описании (в сокращенном описании всех технологических операций в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов) или маршрутно-операционном описании (с указанием переходов и режимов).
На стадии подготовки серийного или массового производства технологическая документация оформляется в операционном описании с составлением полного комплекта документов по ЕСТД (ГОСТ 3.1102 – 81; ГОСТ 3.1105 – 84).
Для единичного и мелкосерийного производства ограничиваются маршрутным или маршрутно-операционным описанием.
6.2.1 Выбор методов и последовательности обработки детали
При разработке технологического процесса, прежде всего, определяют способы окончательной обработки поверхности, и выбирают оборудование, которое может обеспечить необходимое качество.
Затем планируют всю последовательность обработки поверхности детали и выбирают необходимое оборудование. При этом учитывают, что каждый последующий этап должен быть точнее предыдущего. Кроме того, учитывают необходимость выбора технологического припуска на каждом этапе обработки.
Итак, намечается общий план обработки детали, содержание отдельных операций и выбор типа оборудования, что составляет основу технологического маршрута обработки детали.
Исходным при разработке технологического маршрута является типовой технологический процесс изготовления деталей данного типа (валов, ЗК и др.). Но затем маршрут уточняется с учётом особенностей данной детали и данного производства.
Первыми обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы. Затем обрабатываются остальные поверхности: чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается. Заканчивается обработка детали той поверхностью, которая является наиболее точной и имеет наиболее важное значение для работоспособности детали.
В маршрут включают операции по термической обработке. Закалка, цементация и последующая закалка – до окончательной обработки (шлифования). Цианирование, азотирование – после шлифования.
Перед механической обработкой (в целях улучшения обрабатываемости и снятия остаточных напряжений) или после её обдирки – отжиг, нормализация, улучшение (закалка).
6.2.2 Расчёт припусков на обработку
Припуском на обработку называют слой металла, снимаемый с заготовки в процессе механической обработки для получения детали с заданными точностью размеров и качеством поверхности.
Различают припуски промежуточные и общие.
Промежуточный припуск – толщина слоя металла, снимаемого при выполнении одного перехода или операции.
Общий припуск – толщина слоя металла, которая снимается в результате выполнения всех технологических операций и переходов при механической обработке.
Припуск должен быть оптимальным. Его увеличение даёт повышенные отходы, энергоёмкость и материалоёмкость. Пониженный припуск – это увеличение вероятности брака (т.к. не получить необходимой точности и шероховатости без удаления дефектного поверхностного слоя).
В машиностроении применяют в основном расчётно-аналитический метод определения припусков (В. М. Кована). Он основан на раздельном учёте факторов, влияющих на их величину (имеется и опытно-статистический метод).
Итак, после определения припусков по всем операциям и переходам в отдельности устанавливают операционные размеры деталей. Расчёт операционных размеров начинают с установления (и вычерчивания) размеров готовой детали. Затем на все обрабатываемые поверхности наслаиваются (в последовательности, обратной последовательности механической обработки) операционные припуски с округлением результатов в большую (для наружных поверхностей) и в меньшую (для внутренних поверхностей) сторону.
На операционные размеры устанавливают допуски (по таблице): при соблюдении размера детали в границах допуска припуск на последующую операцию не меньше минимально допустимого.
6.2.3 Выбор оборудования, приспособлений и инструмента
Станочное оборудование выбирают с учётом:
– конструкции и размеров детали;
– необходимой точности и чистоты обработки;
– требуемой производительности;
– минимальной себестоимости работ (т.е. на основе технико-экономи-
ческого анализа).
Одновременно создают необходимые специальные приспособления. Режущий инструмент выбирают с учётом:
– требуемой точности и чистоты обработки;
– способа крепления на выбранном станке или приспособлении;
– простоты в изготовлении и заточке;
– использование стандартных режущих инструментов;
– необходимой износостойкости материала инструмента с учётом
свойств материала детали.
Режущие пластинки изготавливают из быстрорежущих сталей (Р18; Р9; Р9Ф5; Р18Ф2), твёрдых сплавов (Т5К10; Т15К6; Т30К4; ВК8; ВК6; ВК2), металлокерамических материалов (ЦВ18), алмазов натуральных и синтетических.
Измерительный инструмент выбирают с учётом требований точности, удобства и быстроты измерений.
6.2.4 Определение режимных параметров и времени выполнения
операций
Режимы обработки характеризуются глубиной резания, подачей и скоростью резания.
Исходят из наименьшей себестоимости обработки детали с заданной чистотой и точностью (с учётом износостойкости режущего инструмента, т.е. продолжительности работы между двумя переточками – t = 60 мин). При расчётах сначала выбирают глубину резания, затем подачу и наконец скорость резания.
Глубину резания при грубой обработке берут равной величине припуска.
Получистовою и чистовую обработку выполняют за несколько проходов (с малой глубиной на последних проходах для обеспечения заданной точности и шероховатости).
В зависимости от глубины резания назначается максимально возможная величина подачи. При черновой обработке величина подачи ограничивается жесткостью и прочностью механизмов станка, приспособления, его мощностью и т.д. При чистовой – только требуемой шероховатостью поверхности. В свою очередь скорость резания определяют расчётом или выбирают (по нормативной таблице) в зависимости от вида материала, глубины и подачи, материала режущего инструмента.
Затем определяют усилие, крутящий момент и мощность резания. Эти результаты сравнивают с паспортными характеристиками станка и корректируют (если необходимо).
Нормы времени определяют на основе технико-экономических расчётов. Важный элемент нормирования – отнесение работ к тем или иным разрядам (т.е. установление квалификации работ и соответственно рабочих).
6.2.5 Понятия о типизации технологических процессов
Сущность типизации в том, что функционально различные, но сходные по конструктивным и технологическим признакам детали объединяют в группы, и изготавливают по единой технологии. Это резко увеличивает серийность и позволяет создавать поточные линии даже тогда, когда количество деталей каждого вида, входящих в данную группу, невелико.
Таким образом, при групповой обработке (по С. П. Митрофанову) объектом разработки технологического процесса является не отдельная деталь, а их группа.
Объединяют детали – по возможности их полного изготовления или выполнения отдельных операций по общей единой технологии на одном оборудовании с использованием единой оснастки (и с минимальной подналадкой).
В этом случае разработка технологического процесса, а также выбор оборудования и оснастки производят применительно к детали – представителю, в качестве которой принимается комплексная деталь, содержащая все обрабатываемые элементы данной группы.
Отметим, что комплексная деталь может быть условной (фиктивной), т.е. все детали, входящие в эту группу, будут проще комплексной детали. Их обработку производят с пропуском некоторых позиций.
С учётом типизации технологического процесса все детали объединены в группы по типовым признакам.
6.2.6 Основные сведения о технологии изготовления типовых деталей машин
Технология изготовления валов
В машинах применяются гладкие, ступенчатые, полые, кулачковые и коленчатые валы. Детали класса валов имеют соотношение между длиной l и диаметром d :
(l ≤ 1000 мм; d ≤ 120 мм).
Валы изготавливают из конструкционных углеродистых сталей 40 и 45, а также из легированных сталей 40Х, 45Г2, 18ГТ и др. В качестве заготовок используют прокат сплошного сечения, трубы, поковки, штамповки (иногда отливки).
В большинстве случаев маршрут обработки валов включает:
1. обработку торцов заготовки;
2. зацентровку заготовки;
3. черновое обтачивание;
4. предварительное шлифование шеек;
5. фрезерование шлицев и шпоночных пазов;
6. сверление отверстий;
7. нарезание резьб;
8. термическую обработку;
9. окончательное шлифование шеек;
10. обработку внутренних поверхностей (у полых валов).
В условиях серийного (в том числе мелкосерийного) производства применяют станки с ЧПУ, позволяющим быстро производить переналадку станков. Конструкции современных машин предъявляют высокие требования к качеству обработки валов.
Технология изготовления втулок и гильз
В машинах применяют бронзовые, латунные, стальные, чугунные и биметаллические втулки, а также чугунные и стальные гильзы. Их изготавливают из прокатных прутков, литых стержней, цельнотянутых труб, полых отливок и биметаллических лент.
В основном они концентричны, т.е. имеют общую ось наружной поверхностью и внутренней поверхностью и жёсткое ограничение допускаемой разностенности (разнотолщинности). Их наружные поверхности – обычно цилиндрические гладкие или ступенчатые или конические. Очень важно обеспечить концентричность наружных и внутренних поверхностей и перпендикулярность торцов оси детали.
Эта задача решается тремя способами:
1. обработка наружной поверхности, отверстия и торцов за один установ;
2. первоначальная обработка внутренней поверхности и её использование в качестве базы при обработке наружной поверхности и торцов, которая производится с установкой детали на оправке;
3. первоначальная обработка наружной поверхности и базирование по ней при обработке внутренней поверхности и торцов детали с её установкой в патроне или приспособлении.
Технология изготовления зубчатых колёс (ЗК)
В машинах широко используют цилиндрические, конические, червячные зубчатые передачи (ЗП). Точность ЗК установлена ГОСТами и составляет 7 – 10 степени. ЗК изготавливают, из конструкционной стали 40, 45, 40Х, 30ХГТ и др. и редко из чугуна и бронзы.
Стальные ЗК больших диаметров, а также чугунные и бронзовые колёса делают из литых заготовок. Стальные ЗК меньших размеров делают из поковок и штамповок, которые подвергают нормализации или улучшению.
Изготовление ЗК включает:
1. обработку заготовки под нарезание зубьев;
2. нарезание, закругление и шевингование зубьев;
3. термическую и отделочную обработку.
Обработка ЗК до нарезания зубьев производится с учётом соблюдения концентричности поверхностей и перпендикулярности торцов к оси заготовки в пределах заданных допусков. Выполнение этих требований достигается применением тех же методов, что и при обработке втулок.
Технология изготовления корпусных деталей
К корпусным деталям относятся базовые детали, внутри которых размещают механизмы машины (например, картеры редукторов, раздаточных коробок, коробок передач и др.). Для них характерно наличие привалочных поверхностей, которыми они сопрягаются с другими узлами машины, а также систем отверстий (под подшипники валов, установочные штифты и крепёжные детали), точно координированных между собой и относительно привалочных поверхностей. Эта координация необходима для обеспечения нормального монтажа взаимосвязанных узлов машины. Поэтому обращают особое внимание при обработке корпусных деталей:
– обеспечению в пределах установленных допусков межосевых расстояний; параллельности и перпендикулярности осей основных отверстий друг к другу и привалочным плоскостям; размеров и геометрической формы всех отверстий и перпендикулярности их торцов осям; соосности отверстий для подшипников каждого вала.
Корпусные детали изготавливают из чугунных или стальных отливок, иногда из аллюминевых отливок и сварных конструкций. Их обработка начинается с основных базовых поверхностей, затем поверхностей параллельных и перпендикулярных базовым поверхностям, включая основные отверстия, и в конце крепёжные отверстия.
При выполнении первой операции установка детали производится на черновые базы. Их выбор должен обеспечить взаимно необходимое положение обрабатываемых поверхностей и необработанных поверхностей, а также равномерное распределение припусков.
