Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Технология машиностроения»
Группа 103136
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему «Технологический процесс механической обработки поверхностей детали»
Исполнитель: Гриневич А.С.
Руководитель: Мрочек Ж.А.
Минск 2010
|
|
Формат |
Обозна -чение |
Наименование |
Кол. листов |
Примеч. |
||||
|
1 |
Задание по курсовому проектированию |
1 |
|||||||
|
2 |
Пояснительная записка |
29 |
|||||||
|
3 |
Технологическая документация |
10 |
|||||||
|
А3x3 |
Чертеж детали |
1 |
|||||||
|
4 |
А4х3 |
Чертеж заготовки |
1 |
||||||
|
5 |
А1 |
Эскизы операционные |
1 |
||||||
|
6 |
А1 |
Графики |
1 |
||||||
|
7 |
ИТОГО: |
44 |
|||||||
|
Курсовой проект |
|||||||||
|
Изм |
Лист |
N докум |
Подп |
Дата |
|||||
|
Разраб. |
Гриневич А.С. |
Ведомость курсового проекта |
Лит. |
Лист |
Листов |
||||
|
Пров. |
Мрочек Ж.А. |
|
2 |
29 |
|||||
|
БНТУ гр. 103136 |
|||||||||
|
[0.0.0.1] КУРСОВОЙ ПРОЕКТ [1] Содержание [2] ВВЕДЕНИЕ [3] 1 Анализ технологичности конструкции. [3.1] 1.1 Качественная оценка технологичности конструкции [3.2] 1.2 Количественная оценка технологичности конструкции [4] 2 Определение типа и организационной формы производства. [5] 3 Выбор формообразования поверхностей заготовки и разработка ее чертежа [6] 4 Выбор маршрута обработки поверхностей, допусков, припусков и размеров поверхности на промежуточных операциях [7] 5 Выбор технологических баз при обработке одной выбранной операции
[8] [8.1] 6.1 Расчет границ регулирования для [8.2] 6.2 Расчет границ регулирования для [9] 7 Расчет настроечного размера для 2 операций [9.1] 7.1 Расчет настроечного размера для операции чистового точения [9.2] 7.2 Расчет настроечного размера для операции тонкого точения [10] ЗАКЛЮЧЕНИЕ [11] ЛИТЕРАТУРА [12] ПРИЛОЖЕНИЕ |
Данный курсовой проект является первым этапом для выполнения дипломного проекта и в значительной степени определяет формирование технологической направленности будущих инженеров. От рациональности составления технологического процесса зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качества выпускаемой продукции и другие показатели.
В данном курсовом проекте большое внимание уделяется современным аспектам проектирования – разработке технологических операций изготовления детали при использовании автоматизированного оборудования.
В работе решаются такие задачи как: анализ технологичности конструкции, определение типа и формы производства, выбор метода получения заготовки и выбор маршрута обработки.
Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение эффективности общественного производства, улучшения качества.
Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество изделия, надежность, долговечность, экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства конструкций, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей, повышающих ресурс работы детали и изделия в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с программным управлением, агрегатных станков, электронных вычислительных машин и другой новой техники, применение прогрессивных форм организации труда и экономии производственных ресурсов – все это направлено на решение главных задач:
- повышение эффективности производства;
- качества продукции;
- уровня производительности труда.
Одно из главных направлений развития производства – это снижение материалоемкости на единицу продукции, повышение коэффициента использования ресурсов, применение кроме существующих иных более дешевых материалов в производстве.
Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно па основании опыта исполнителя и допускается на всех проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается числовым показателем и рациональна в том случае, ее эти показатели существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.
Качественная оценка технологичности включает в себя оценку применяемого материала, обрабатываемости и метода получения заготовок.
Качественная оценка детали производится исходя из рекомендаций литературного источника [2]. Материалом для данной детали служит сталь 20ХН3А ГОСТ 4543-71. Данная сталь хорошо подвергается механической обработке. Ее особенности: высокая несущая способность, средние деформации при термической обработке. Так как вал-шестерня, для изготовления которой служит данная сталь, работает в тяжелых условиях, то использование другой стали было бы менее рациональным. Для уменьшения износа зубьев применяется цементация.
Конструкция детали представляет собой сочетание различных гладких цилиндрических и конических наружных и внутренних поверхностей, выполненных по 6-14 квалитетам точности, шлицев, зубчатой поверхности. С точки зрения механической обработки зубчатые и шлицевые поверхности вообще нетехнологичны, так как операция нарезания зубьев и шлиц со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами. Конструкция детали позволяет обеспечить эффективное снятие припусков с большинства обрабатываемых поверхностей за счет свободного подвода режущего инструмента. В техпроцессе применяется обработка детали за один установ, что приводит к значительному снижению времени обработки.
Анализируя простановку размеров на чертеже, необходимо заметить, что предельные отклонения размеров, определяющих нерабочие поверхности, имеют более широкие поля допусков и большую шероховатость, чем размеры рабочих поверхностей, что не требует увеличения трудоемкости при изготовлении данной детали.
В конструкции детали заложен принцип единства баз. Технологические базы в течение всего хода технологического процесса остаются неизменными, что позволяет избежать дополнительных погрешностей.
Заготовка для данной детали технологична, так как она получена штамповкой на КГШП в закрытых штампах с большим приближением ее формы и размеров к форме и размерам колеса.
И в целом, оценивая материал, конструкцию, предельные отклонения, следует признать, что данная деталь технологична.
Она может быть осуществлена только при использовании соответствующих базовых показателей технологичности. Поэтому необходимо определить основные и дополнительные показатели.
При оценке технологичности согласно [2] используются следующие показатели:
Коэффициент унификации конструктивных элементов
Ку.э= Q у.э / Q э ,
где Q у.э и Q э – соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт.
Ку.э = 8/14 = 0,57
Коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей
Кп.ст= Do.c / Dм.о ,
где Do.c , Dм.о - соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.
Кп.ст = 10/14 =0,71
Коэффициент обработки поверхностей
Кп.о= 1 – Dм.о/Dэ .
Кп.о= 1 – 14/14 = 0
Коэффициент использования материала
Ки.м = q / Q ,
где q , Q – масса детали и заготовки соответственно, кг.
Ки.м = 6,31 / 9,95 = 0,63
Масса детали равна 6,31 кг;
Максимальное значение квалитета обработки IT - 6;
Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra – 1,25;
Коэффициент применения типовых технологических процессов при изготовлении данной детали
Кт.п = Qт.п /Qи ,
где Qт.п , Qи – соответственно число типовых технологических процессов для изготовления детали и общее, шт.;
Кт.п = 3 / 4 = 0,75
Таким образом, проанализировав количественные показатели технологичности для данной детали, следует сказать, что к отрицательным показателям, характеризующим деталь, относятся: коэффициент обработки поверхностей - деталь не технологична, так как все поверхности обрабатываются резанием, коэффициент использования материала довольно низок. По остальным показателям деталь технологична.
Следовательно, деталь можно считать, обобщив все показатели, относительно технологичной.
В соответствии с методическими указаниями ГОСТ 3.1119-83, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей (подтипов) серийного производства, характеризующий тип производства [2,стр.52] определяется по формуле
,
где — суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера;
— явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.
Условное число однотипных операций, выполняемых на одном станке в течение одного месяца при работе в одну смену, определяется по формуле
,
где — планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закрепленными за ним однотипными операциями, = 0,8;
— штучное время на выполнение проектируемой операции, мин.;
— месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену, шт.;
Определяем месячную программу выпуска детали в одну смену.
,
где — годовой объем выпуска заданной детали, шт.; = 10 000 шт.
Рассчитаем условное число однотипных операций.
Суммарное число операций, выполняемых в течении месяца на участке (из расчета на одну смену), определяется по формуле
,
Рассчитываем необходимое количество рабочих для обслуживания в течение одной смены одного станка:
.
Явочное число рабочих на участке (при работе в одну смену):
.
Таким образом имеем, что
.
По ГОСТ 3.1119-83 находим, что тип производства крупносерийный, т. к. выполняется условие 10 < < 20.
Так как Nc<Qc при условии загрузки поточной линии на 60-70 %, то применение однонаменклатурной поточной линии не целесообразно.
Такт производства (шт/мин)
где – эффективный фонд времени работы оборудования,
– объем выпуска изделия в планируемый период, шт.
При групповой форме организации в серийном производстве запуск изделий осуществляется партиями с определенной периодичностью.
В этом случае:
1)Рассчитывают предельно допустимые параметры партии n1 и n2.
В дальнейшим для расчета партии учитывается только nmin
2) Определяем расчетную периодичность повторения партии деталей:
3) Согласовывают Ip с ее допустимыми нормативными значениями Iн согласно таблицы
Ближайшие большее значение Iн принимается к расчету
4) Рассчитывают размер партии согласно условию:
nmin<n<nmax
210<417<676: условие выполняется.
Таким образом, один раз в три месяца(66 рабочих дней) требуется запускать в производство очередную партию деталей размером в 417 штук.
На выбор метода получения заготовки оказывает влияние: материал детали, ее назначение и технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска, форма поверхностей и размеры детали.
В заводском (базовом) варианте изготовления детали заготовку получают на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП) в открытых штампах.
Данный метод обеспечивает получение точных поковок без сдвига в плоскости разъема с малыми припусками. Класс точности Т4 по ГОСТ 7505-89. К недостаткам штамповки в открытых штампах можно отнести наличие облоя, вес которого составляет значительную долю от веса поковки.
Более точным и производительным методом получения заготовки для данной детали является штамповка в закрытых штампах. Этот метод позволяет снизить расход металла на 20%, т.к. отсутствует облой; повысить коэффициент использования металла; повысить производительность труда; снизить себестоимость заготовки и трудоемкость последующей обработки резанием. Класс точность заготовки ТЗ по ГОСТ 7505-89.
Рассчитаем стоимость получения заготовок по двум вариантам. Исходные данные для расчета сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Данные для расчетов стоимости заготовки по вариантам.
|
Показатели |
1-й вариант |
2-й вариант |
|
Вид заготовки |
Поковка в открытых штампах |
Поковка в закрытых штампах |
|
Класс размерной точности |
Т4 |
ТЗ |
|
Масса заготовки Q, кг |
10,7 |
9,95 |
|
Стоимость 1-й тонны заготовок, принятых за базу, Q, т.руб. |
373 |
373 |
|
Стоимость 1-й тонны стружки, SОТХ, т.руб. |
52,6 |
52,6 |
Себестоимость заготовок получаемых штамповкой определяем по формуле:
Стоимость отливки определяем по формуле:
SЗАГ= (Si /1000*Q*KT*KС*KBKM*KП) -(Q – q)*SОТХ /1000;
Где Si – базовая стоимость одной тонны заготовок; Q – масса заготовки; q – масса готовой детали; SОТХ - стоимость 1 тонны отходов; Кт - коэффициент, зависящий от класса точности; Кс - коэффициент, зависящий от класса сложности; Кв - коэффициент, зависящий от марки материала; Км - коэффициент, зависящий от массы заготовки; Кп- коэффициент, зависящий от объёмов производства.
Стоимость заготовки по первому варианту:
Кт= 1 [1,стр.66];
Кс= 1,2 [1,таб.4.7];
Кв= 1,07 [1,таб.4.7];
Км= 1,26 [1, стр.66];
Кп= 1,2 [1, стр.67].
SЗАГ1= ((373*1000/1000)*10,7*1*1,2*1,07*1,26*1,2) – (10,7 – 6,31)* *52,6*1000/1000 = 7520 руб.
Стоимость заготовки по второму варианту:
Кт= 1 [1,стр.66];
Кс= 1 [1,таб.4.7];
Кв= 1,07 [1,таб.4.7];
Км= 1,26 [1, стр.66];
Кп= 1,2 [1, стр.67].
SЗАГ2= ((373*1000/1000)*9,95*1*1*1,07*1,26*1,2) – (9,95 – 4,37)* *52,6*1000/1000 = 7000 руб.
Определяем коэффициент использования материала по вариантам:
KИ.М.=q/Q;
вариант: Ким=6,31/10,7=0,59;
вариант: Ким=6,31/9,95=0,63.
Годовой экономический эффект:
Э3 = (SЗАГ1 — SЗАГ2)NГ;
Э3= (7520 – 7000)*10 000 = 5 200 000 руб.
Как видно из расчетов заготовка, полученная по проектному варианту дешевле, поэтому для дальнейшего проектирования применяем заготовку, полученную на КГПШ в закрытых штампах.
Выбор маршрута обработки поверхности производится с помощью таблиц экономической точности обработки и технологических возможностей различных методов упрочнения. При этом следует учитывать принятый вид заготовки, тип производства, конструкцию и технические требования к данной поверхности по чертежу детали.
Выбранный маршрут обработки должен, прежде всего, обеспечивать требуемые точность и качество поверхности. Проверка технических возможностей принятого маршрута может быть выполнена для нормируемых по чертежу детали для данной поверхности параметров качества расчетами соблюдения условия:
где Киз.об – общий коэффициент изменения параметра при реализации технологического процесса; Киз.i – коэффициент изменения данного параметра на i-ой операции; m – число операций технологического процесса.
Киз.об = заг./сл.
Здесь заг. – допуск на данный параметр качества в заготовке или после первой операции формообразования данной поверхности; сл. – служебный допуск на данный параметр по чертежу готовой детали.
Киз.i = i-1 /i
Здесь i-1 и i – допуски на данный параметр качества на предшествующей (i-1) и данной i-й операциях, которые могут быть обеспечены рассматриваемыми методами обработки.
Если условие соблюдается для всех нормируемых для данной поверхности параметров качества, значит данный маршрут является приемлемым с технической точки зрения. Значения допусков i выбираются по таблицам допусков с учетом точности, достижимой на данной операции.
Поскольку одинаковые точность и качество поверхности могут быть достигнуты различными способами, выбор наиболее рационального из них следует произвести расчетом трудоемкости и стоимости обработки. Поскольку трудоемкость и стоимость обработки в условиях данного типа производства тесно взаимосвязаны, можно ограничиться расчетом трудоемкости обработки. Для этого можно использовать формулы для определения норм времени [2]. Предпочтение следует отдать маршруту обработки, который обеспечивает требуемое качество и минимальную трудоемкость себестоимость обработки.
Существуют расчетно-аналитический и опытно-статистический методы назначения межоперационных припусков. В данном курсовом проекте допускается применение опытно-статистического метода.
Выбор маршрута обработки поверхности производится с помощью таблиц экономической точности обработки [2] и технологических возможностей различных методов упрочнения [5]. При этом следует учитывать принятый вид заготовки, тип производства, конструкцию и технические требования к данной поверхности по чертежу детали.
Выбранный маршрут обработки должен, прежде всего, обеспечивать требуемые точность и качество поверхности.
1 – Заготовка
2 – точение черновое
3 – точение получистовое
4 – точение чистовое
1. Рассчитаем припуск на поверхности расчетно-аналитическим способом согласно [1], а на остальные поверхности назначим согласно ГОСТ 2590-88.
Расчет ведем посредством заполнения таблицы 4.1.
Рисунок 4.1 – Схема базирования заготовки
Расчетная формула для определения припуска для i – перехода:
, мкм
где Rz – высота неровностей профиля, мкм;
h – глубина дефектного слоя, мкм;
Δ∑ – суммарное значение пространственных отклонений, мкм;
– погрешность установки, мкм.
Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:
где кор – удельное коробление штамповки, мм, [1,таб.4,31],
см –погрешность смещения штампованных заготовок, мм, см=0,7 [3,таб.4,30].
ρц – погрешность зацентровки, мм, [3,таб.4,31].
Удельное коробление определяется:
где Δк– удельная кривизна штамповки, мкм, [1,таб.4,29].
Погрешность зацентровки определяется:
где - допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, используемой при зацентровке, =2,3 мм.
Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки равно:
Остаточные пространственные отклонения:
где n – количество переходов механической обработки;
ρзаг – исходное отклонение заготовки;
kyi – коэффициент уменьшения погрешности.
точ.черн.=0,061070=64 мкм
точ.получист.=0,0564=3,2 мкм
шлиф.черн.=0,053,2=0,16 мкм
Т.к. значение остаточных пространственных отклонений при чистовом шлифовании очень мало, то при последующих расчетах его можно не учитывать.
Минимальные припуски:
Для точения чернового
Для точения получистового
Для точения чистового
Рассчитаем минимальные размеры по операциям технологического процесса.
Точение чистовое: dmin=59,550 мм
Точение получистовое: dmin=59,550+0,206=59,756 мм
Точение черновое: dmin= 59,756+0,528=60,284 мм
Заготовка: dmin=60,284+2,94=63,224 мм.
Определяем по операциям: dmax1 = 59,550 + 0,220 = 59,770 мм;
dmax2 = 59,756+ 0,540 = 60,296 мм;
dmax3 = 60,284 + 0,740 = 61,024 мм;
dmax4 = 63,224 + 3,500 = 66,724 мм;
Определяем предельные значения припусков по операциям обработки, при этом максимальные значения припусков представляют собой разности наибольших размеров предшествующей и выполняемой операции, а минимальные значения – соответственно разности наименьших размеров:
Предельные значения общих припусков:
Общий номинальный припуск:
dз ном = d0 ном + 2Z0 ном = 59,55 +5,224 = 64,774 мм.
Проверяем правильность выполнения расчетов:
2Z max - 2Z min = TDi-1 - TDi;
6,954 – 3,674 = 3,50 – 0,220; 3,28=3,28
Условия выполняются. Расчеты выполнены верно.
Таблица 5.1 – Карта расчета
|
Технологи-ческие переходы обработки отверстия |
Элементы припуска, мкм |
2Zmin, мкм |
Расчетный минимальный предельный размер, мм |
IT, мкм |
Предельный размер, мм |
Предельное значение припуска, мм |
|||||
|
Rz |
h |
ρ |
ε |
dmin |
dmax |
2zmin |
2zmax |
||||
|
Заготовка |
150 |
250 |
1070 |
- |
63,224 |
3500 |
63,224 |
66,724 |
- |
- |
|
|
Точение черновое |
100 |
100 |
64 |
- |
2*1470 |
60,284 |
740 |
60,284 |
61,024 |
2 ,940 |
5,700 |
|
Точение получистовое |
50 |
50 |
3,2 |
- |
2*264 |
59,756 |
540 |
59,756 |
60,296 |
0,528 |
0,728 |
|
Точение чистовое |
30 |
30 |
0,16 |
- |
2*103 |
59,550 |
220 |
59,550 |
59,77 |
0,206 |
0,526 |
|
Итого: |
3,674 |
6,954 |
На основании выполненных расчетов строится схема графического расположения припусков и допусков (рис. 4.2).
Рисунок 4.2 – Схема расположения припусков и допусков на обработку наружной цилиндрической поверхности
Схема базирования и закрепления, технологические базы, опорные и зажимные элементы и устройства приспособления должны обеспечивать определенное положение заготовки относительно режущих инструментов, надежность ее закрепления и неизменность базирования в течение всего процесса обработки при данной установке. Поверхности заготовки, принятые в качестве баз и их относительное расположение должны быть такими, чтобы можно было использовать наиболее простую и надежную конструкцию приспособления, обеспечить удобство установки, закрепления, открепления и снятия заготовки, возможность приложения в нужных местах сил зажима и подвода режущих инструментов.[1]
Если конструкция детали, вытекающая из ее служебного назначения, не удовлетворяет этим требованиям, в ней предусматривают специальные элементы или поверхности, используемые только при базировании.
При выборе баз следует учитывать основные принципы базирования. В общем случае полный цикл обработки детали от черновой операции до отделочной производится при последовательной смене комплектов баз. Однако с целью уменьшения погрешностей и увеличения производительности обработки деталей нужно стремиться к уменьшению числа переустановок заготовки при обработке.
Выбор баз производим по рекомендациям [1].
На комбинированной операции технологического процесса на всех переходах (рисунок 5.1) деталь базируется неподвижно в призмах с упором в торец и поджимом сверху. Вращение сообщается инструменту, а деталь всю обработку остается неподвижной. В этом случае собдюдается принцип постоянство баз, что позволяет выдержать необходимую точность обработки в пределах допустимого.
Рисунок 5.1 - Схема базирования и закрепления заготовки на первой операции механической обработки
Контрольная карта (КК) - это простой графический метод оценки степени статистической неуправляемости процесса путем сравнения значений отдельных статистических данных из выборок или подгрупп с контрольными границами. Данные карты могут быть построены для количественных или альтернативных данных.
Количественные данные - результат наблюдений, проводимых с помощью измерений и записи численных значений данного показателя качества рассматриваемых единиц выборки.
Альтернативные данные - результат наблюдений наличия (или отсутствия) определенного признака для каждой рассматриваемой единицы выборки и подсчета числа единиц, имеющих (или не имеющих) данный признак или число таких признаков в единице, группе, выборке и т.д.
Существует три основных вида контрольных карт (КК).
1 КК Шухарта и ее разновидности.
С помощью этих карт оценивают, находится ли процесс в статистически управляемом состоянии. Иногда их используют для приемки процессов, хотя специально они для этого не созданы.
2 Приемочные КК, предназначенные специально для определения критерия приемки процесса.
3 Адаптивные КК для регулировки процесса с помощью планирования его тренда и проведения упреждающей корректировки на основании прогнозов.
В данной работе рассматриваются только КК первого вида.
В работе рассмотрены КК только для количественных данных. Эти карты имеют следующие преимущества:
1 Большинство размеров и параметров могут быть измерены, т.е. применимость таких карт очень широка.
2 Характеристики процесса могут быть проанализированы безотносительно установленных требований.
3 Хотя получение количественных данных дороже, чем альтернативных, объемы подгрупп для них почти всегда гораздо меньше и применение КК по количественному признаку намного эффективнее.
Для данных карт предполагается нормальное распределение характеристик качества размеров внутри выборок. С учетом этого выведены и коэффициенты для расчета контрольных границ.
Карты средних () и размахов R или выборочных стандартных отклонений (S) отражают состояние процесса через разброс характеристик качества R и расположение центра группирования характеристик () . Поэтому эти карты всегда применяют и анализируют парами.
В таблице 6.1. приведены формулы для расчета контрольных границ R и S -карт, а в таблице 5.19 [1] - значения коэффициентов для применения этих формул. В этих таблицах стандартные значения (среднее арифметическое , средний размах R , среднее квадратичное отклонение S) могут быть заданы или нет. Эти значения заданы, если рассматривается действующий вариант техпроцесса, а не заданы - на стадиях изучения, разработки и постановки продукции на производство или в начальной стадии обработки деталей.
Таблица 6.1 - Формулы для расчета контрольных границ UCL и LCL для карт Шухарга с использованием количественных данных
|
Статистика |
Стандартные значения не заданы |
Стандартные значения заданы |
||
|
Центральная линия |
UCL и LCL |
Центральная линия |
UCL и LCL |
|
|
или |
X0 или |
|||
|
R |
, |
R0 или d20 |
, |
|
|
S |
, |
S0 или C40 |
, |
|
|
Примечания – заданы стандартные значения, , R0, S0, |
Для расчета контрольных границ по данному методу необходимо знать среднюю величину размера Хо(Х) на заданной операции ТП, которая может быть определена по формулам:
для отверстий ; для валов или
где ES, El, es и ei - верхние и нижние предельные отклонения размера для отверстия и вала соответственно; IT - допуск на обработку на заданной операции техпроцесса, определяемый по соответствующему квалитету точности.
Для того чтобы процесс обеспечивал необходимую точность, должно соблюдаться условие
где — фактический разброс размеров в партии деталей. Для нормального закона распределения
Отсюда
На токарном станке обработана партия деталей. Средний размер деталей Хо =59,66 мм. Предельные значения es = - 0,23 мм и ei = - 0,45 мм, IT 0,22 мм.
Величину допустимого S(0) определяем по формуле
мм.
Для контроля взято 3 выборки объемом 10 шт. каждая. Расчет контрольных границ:
-карта
UCL=X0+A10=59,66+1,732*0,045=59,740 мм
LCL=X0-A10=59,66-1,732*0,045=59,58 мм
R- карта
LCL = D10=0
UCL =D20=4,358*0,045=0,196 мм
Центральная линия
d20=1,693*0,045=0,076 мм
Соответствующие карты приведены на рисунках 6.1 и 6.2:
Рисунок 6.1 – Карта средних
Рисунок 6.2 – Карта размахов R
На токарном станке обработана партия деталей. Средний размер деталей Хо =60,455мм. Предельные значения еs= - 0,03 мм и ei = - 0,06 мм, IT =0,030мм.
Величину допустимого S(0) определяем по формуле
мм.
Для контроля взято 3 выборки объемом 10 шт. каждая. Расчет контрольных границ:
-карта
UCL=X0+A10=60,455+1,732*0,004=60,460мм
LCL=X0-A10=60,455-1,732*0,003=60,450мм
R- карта
LCL = D10=0
UCL =D20=4,358*0,004=0,015мм
Центральная линия
d20=1,693*0,004=0,007 мм
Соответствующие карты приведены на рисунках 6.3 и 6.4:
Рисунок 6.3 – Карта средних
Рисунок 6.4 – Карта размахов R
При настройке инструмента перед обработкой партии деталей методом автоматического получения размеров центр рассеяния размеров должен быть расположен в той части установленного допуска, чтобы иметь возможность использования всего поля допуска для компенсации размерного износа инструмента и для сокращения количества подналадок за период стойкости инструмента. Например, если настроить при точении резец на середину поля допуска, то для компенсации износа резца можно будет использовать лишь половину допуска на размер. Если же настроечный размер расположен на расстоянии примерно в 1/3 TD от нижнего предельного размера EID (TD - допуск на D), то на компенсацию износа инструмента можно будет использовать почти две трети поля допуска. [1]
В соответствии с рекомендациями уровень настройки X0 определяется по одной из следующих формул:
- при смещении уровня настройки в процессе обработки к верхнему предельному отклонению ESA поля допуска на обработку (как, например, при наружном точении):
X0=,
- при смещении уровня настройки в процессе обработки к нижнему предельному отклонению EIA поля допуска на обработку (как, например, при растачивании отверстий):
X0=,
где ESA и EIA - верхнее и нижнее отклонения размера А обрабатываемой поверхности, мм; - смещение уровня настройки за период стойкости инструмента (между настройками инструмента), мм; - среднее квадратичное отклонение размеров при обработке в малой выборке (характеризует мгновенную погрешность обработки на данной операции), мм; - поле допуска на настройку, мм.
Смещение уровня настройки за период стойкости инструмента представляет собой
,
где , - средние арифметические значения размеров обработки в последней и в первой мгновенных выборках за период стойкости инструмента.
Объем мгновенных выборок обычно 4-6 штук.
Основной причиной является размерный износ инструмента.
При односторонней обработке (точение торца, обработка плоскости и т.п.).
,
При двусторонней обработке (обработка поверхности вращения, одновременная обработка двух поверхностей и т.п.)
,
Число деталей, обработанных за период стойкости инструмента, может быть определено по формуле:
,
где Т – период стойкости инструмента, мин; Т0 - основное время обработки одной детали, мин.
Среднее квадратичное отклонение размеров в малой выборке на данной операции может быть определено исходя из значения поля рассеяния размеров в этой выборке . По рекомендации ИСО 1938-71 принимается (при доверительной вероятности Р=0,95)
=±2,
Откуда =/4,
Значения , как мгновенной погрешности обработки, приведены в [2]. Так, при обработке на токарных станках деталей диаметром 50-80 мм = находится в пределах 19-46 мкм. [2]
Допустимая в данных условиях обработки погрешность настройки (поле допуска на настройку) при распределении ее значений по нормальному закону может быть определена по формуле
,
где ITA – поле допуска на обработку, мм; - мгновенное поле рассеяния контролируемого параметра; - абсолютное значение погрешности контроля точности настройки, мм; - погрешность измерения, мм.
Значение представляет собой погрешность метода расчета среднего арифметического значения или медианы в малой выборке и может быть вычислено следующим образом:
,
где n – объем выборки. [1]
Допустимая для данных условий погрешность измерений принимается по [1]. В соответствии с выбираются средства измерений.
1. Принимаем =18 мкм
2. Принимаем =20 мкм. Рассчитываем =/4=5 мкм
3. Определяем мкм
4. Принимаем стойкость резца из Т15К6 Т=45 мин, Sпр=0,2 мм/об
5. С учетом того, что Т0=2 мин определяем число обработанных деталей за период стойкости резца
n = 45/2 = 22.5, принимаем 23 шт.
6. Рассчитываем длину резания при точении на L=140 мм, при Sпр.=0,2 мм/об. при обработке 23 деталей
7. Принимаем u0 = 2 мкм/км
8. Определяем
С учетом рекомендаций (табл. 3.5 [2]) принимаем . Это может быть обеспечено уменьшением Т и применением более износостойкого инструмента.
9. Рассчитываем ITн
10. Рассчитываем настроечный размер
X0=
X0 =60-0,0024-3*0,005-0.218/2 =59,67 мм
11. Строим графическую схему предельных и настроечного размера на рассматриваемой операции (рис. 7.1).
Рисунок 7.1 Схема предельных и настроечного размеров на операции точения черновое
1. Принимаем =18 мкм
2. Принимаем =16 мкм. Рассчитываем =/4=4 мкм
3. Определяем мкм
4. Принимаем стойкость резца Т=45 мин, Sпр=0,1 мм/об
5. С учетом того, что Т0=0,5 мин определяем число обработанных деталей за период стойкости резца
n = 45/0,5 = 90, принимаем 90 шт.
6. Рассчитываем длину резания при точении на L=50 мм, при Sпр.=0,1 мм/об. при обработке 90 деталей
7. Принимаем u0 = 4 мкм/км
8. Определяем
С учетом рекомендаций (табл. 3.5 [2]) принимаем . Это может быть обеспечено уменьшением Т и применением более износостойкого инструмента.
9. Рассчитываем ITн
10. Рассчитываем настроечный размер
X0=
X0 =60,5-0,0004-3*0,005-0,017/2 =60,455 мм
11. Строим графическую схему предельных и настроечного размера на рассматриваемой операции (рис. 7.2).
Рисунок 7.2 Схема предельных и настроечного размеров на операции точения черновое
В ходе курсового проекта были закреплены теоретические знания в области технологии машиностроения, был получен опыт практического применения этих знаний при технологическом проектировании. Данный курсовой проект это отличный этап освоения методов проектирования технологических процессов изготовления деталей машин.
На этапе курсового проектирования в соответствии с заданием были решены задачи выбора типа производства, метода получения заготовки, маршрута обработки 1 поверхности детали, промежуточных размеров, допусков и припусков для этих поверхностей, технологических баз, расчета границ регулирования, настроечных размеров. Так же был сделан анализ конструкции детали как качественный так и количественный.
1. Методические указания к выполнению курсового проекта по технологии машиностроения для студентов машиностроительных специальностей. Мн.: БГПА, 1992. -27с.
2. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. Учеб. пособ./ В.В. Бабук, В.А. Шкред, Г.П. Кривко, А.И. Медведев. Под общ ред. В.В. Бабука. –Мн.: Вышэйшая школа, 1987. – 255 с.
Изм.
Лист
докум.
Подпись
Дата
Лист
4
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Разраб.
Гриневич А.С.
Провер.
Мрочек Ж.А.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Пояснительная
записка
Лит.
Листов
29
гр. 103136