Технология машиностроения

Содержание

Введение………………………………………………………………………3

1. Анализ исходных данных……………………..……………………6

1.1. Анализ технических требований…………………………………………………………………..6

1.2. Анализ материалов заготовки…………………………………7

2. Проектирование технологического процесса изготовления детали «Насадка»………………………………………………………………………8

2.1. Экономическое обоснование выбора заготовки………………………………………………………………………8

2.2. Проектирование маршрутного технологического процесса………………………………………………………………………13

2.3. Проектирование операционного технологического процесса……………………………………………………………………..21

2.4. Расчет режимов резанья……………………………………………………….………………25

2.5. Расчет норм времени………………………………………………………………………40

3. Расчет технологической себестоимости изготовления детали……………………………………………………………………..…42

Заключение…………………………………………………………………44

Список использованных источников…………………………………………………………………45
     Введение

    Технологии машиностроения - комплекс технических наук, технологий, используемых в машиностроении. Машиностроение традиционно определяется как отрасль тяжёлой промышленности, изготовляющей машины и оборудование для промышленности, обороны, а также для широкого потребления. Главная задача машиностроения - обеспечить все отрасли промышленности высокоэффективными машинами и оборудованием. Машиностроение является основой индустриализации.

Машиностроение часто понимают как составную часть более широкой производственной группы - машиностроение и металлообработка, - в которую, кроме машиностроения, входит обработка металлов, производство металлических изделий, металлоконструкций, ремонт машин и оборудования.

Машиностроение занимает ведущее место в промышленности России по объёму выпускаемой продукции, стоимости основных производственных фондов и численности рабочих, занятых в производстве. В современном машиностроении большая часть продукции выпускается в серийном производстве, для которого характерен прерывный процесс производства. Большая номенклатура машин и оборудования, их сложность и возможность расчленения на отдельные узлы и детали обусловливают широкую специализацию производства продукции машиностроения.

Производство машин и оборудования в развитых странах высокомонополизировано. Крупнейшие монополии играют ведущую роль в производстве машиностроительной продукции.

Технологии машиностроения широко используются практически во всех отраслях промышленности, в том числе в авиационной, автомобильной, в производстве бытовых приборов и машин, в инструментальной промышленности, приборостроении, радиопромышленности, в сельскохозяйственном машиностроении, станкостроении, судостроении, в тяжёлом машиностроении, в электротехнической промышленности, энергетическом машиностроении и т.д.

Возникновение машиностроения как отрасли промышленности относится к 18 веку, быстрое развитие машиностроение получило в 19 веке, сначала в Великобритании и некоторых других странах Западной Европы, а затем в США. В России первые машиностроительные заводы были построены в начале 18 века. Основы теории и практики машиностроения и приборостроения заложены М.В. Ломоносовым и механиками-изобретателями И.И. Ползуновым, К.Д. и П.К. Фроловыми, И.П. Кулибиным, Е.А. и М.Е. Черепановыми и другими.

    Развитие технологий машиностроения тесно связано с именами таких учёных, как М.В. Остроградский, П.Л. Чебышев, И.А. Вышнеградский, Н. Е. Жуковский, С. А. Чаплыгин, А. С. Ершов, В. Л. Кирпичёв, А. П. Гавриленко, Н. П. Петров, И. П. Балашов, Ф. Н. Королев, С. А. Акимов, П. Н. Погорельский, Н. А. Любимов, Н. А. Зернов, П. В. Федоров, Д. К. Советкин, А. М. Михайлов, М. Я. Киттары, И.И. Артоболевский.

Курсовой проект по технологии машиностроения представляет собой разработку плана по выпуску готовой детали. В ходе выполнения проекта составлен технологический процесс изготовления детали «Фланец». Анализ, на каждом этапе проектирования, позволил получить технологический процесс, приближенный к оптимальному.

Курсовой проект ставит задачи определения выбора варианта получения заготовки, метода ее получения, выбора оборудования, инструмента, кроме того, получения и закрепления навыков проведения размерного анализа, расчета режимов резания, технологической нормы времени и расчета технологической себестоимости изготовления детали.

1.Анализ исходных данных

1.1.     Анализ технических требований

В данном курсовом проекте представлена разработка технологического процесса изготовления и обработки детали «Насадка».

   Конструкция изделия представляет собой цилиндрическую деталь, имеющую ступенчатые поверхности снаружи. С одной стороны детали имеются 4 глухих резьбовых отверстия М8-7Н, глубиной 10мм. Также в детали имеется ступенчатые сквозные цилиндрические отверстия, диаметры которых соответственно равны 70 и 30мм. На диаметре 70 мм имеется технологическая проточка (для выхода инструмента) 72 мм, шириной 5мм.

На внутренней поверхности детали диаметра 30 выбран шпоночный паз шириной 8мм, глубиной 4мм. На ступице детали (т.е. на диаметре 60 мм) выбрана лыска высотой 8мм, на которой имеется сквозное отверстие с метрической резьбой М8. Данная деталь «Насадка» имеет максимальный диаметр 120 мм, высота детали 60 мм.

Качество поверхностного слоя определяется шероховатостью. Шероховатость - это совокупность микронеровностей поверхностей, с относительным малым шагом выделенная с помощью базовой длины. Шероховатость поверхности по размерам диаметров 70 Н9 и 30 Н7 равна 0,8 мкм. По торцовым поверхностям детали шероховатость равна 1,6 мкм. Шероховатость боковой поверхности шпоночного паза равна 3,2 мкм. Шероховатость неуказанных поверхностей – 6,3 мкм. Отклонение соосности поверхностей размеров диаметров 70 Н9 и 30 Н7 равна 0,03 мк. Отклонение от торцевой поверхности диаметров 120 и 60 мм относительно оси детали равно 0,03 мм.

Неуказанные отклонения размеров: линейные размеры и  отверстия имеют 14 квалитет.

1.2. Анализ материалов заготовки

Деталь изготовлена из материала сталь марки 20 – сталь конструкционная углеродистая качественная. Её заменителем могут служить следующие марки сталей: сталь 15, сталь 20.

Из данной стали изготавливают: трубы перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листы для штампованных деталей, цементуемые детали для длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град.

2. Проектирование технологического процесса изготовления детали «Насадка»

2.1. Экономическое обоснование выбора заготовки

Выбор заготовки имеет большое значение для правильного проектирования технологического процесса механической обработки и полного удовлетворения служебному назначению обработанной детали. Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

При выборе заготовки должен учитываться следующий комплекс факторов:

1.      Назначение, условия работы и материал детали;

2.      Масштаб и серийность выпуска;

3.      Тип и конструкция детали;

4.      Размер детали и оборудование для их обработки;

5.      Экономичность изготовления заготовки.

Между всеми этими показателями существует тесная взаимосвязь. Наиболее важным из перечисленных показателей является показатель экономичности изготовления заготовки, поскольку на экономичность влияет не только перечисленный комплекс факторов, но и в дальнейшем затраты на механическую обработку. Таким образом, совершенствование методов получения заготовок, заключающееся в максимальном приближении формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали ведет к удорожанию заготовки, с одной сторону , и к экономии металла и сокращению трудоемкости механической обработки - с другой. Этот принцип является основой при проведении экономических расчетов по сравниваемым вариантам.

Заготовкой для данной детали выбран прокат или штамповка /на ГКМ или КГШП/.

При изготовлении детали из проката стоимость заготовки и ее черновой обработки определяется по формуле:

, руб. (1)

где Q - вес заготовки, измеряется по формуле Q=Vзаготовки*7,8г/см3

Vзаготовки=(3,14*122/4)*6=678,24см3

Q=678,24см3*7,8г/см3=5,290кг

S - цена 1 кг прокатного материала, руб, /для стали 20      

S равна 120 руб

q - вес готовой детали, измеряется по формуле q=Vдетали*7,8г/см3

Vдетали=(3,14*144/4)*3)=339,1см

Vдетали=(3,14*49/4)*2)=76,9см

Vдетали=(3,14*9/4)*1)=7,06см

Vдетали=(3,14*36/4)*3=84,7см

Vдетали=(3,14*9/4)*3=21,1см

Vдетали=(3,14*0,64/4)*1*5=2,5см

Vдетали=(0,8*0,4*4)=1,28см

Vполдетали=(V+V)-(V+V+V+V+V) =(339,1+84,7)-(76,9+7,06+21,1+2,5+1,28)=423,8-108,84=314,96см

q=314,96см3*7,8г/см3=2456г=2,456кг

Sотх - цена 1 т. отходов, руб. /Sотх= 3000 руб

В - минутная заработная плата рабочего-станочника, принимается равной 1,1руб

Тпр - штучно-калькуляционное время обработки заготовки из проката, измеряется по формуле tшт-к=суммаt0*fk

1.подрезка торца

t0=0,000037*(D2-d2)=0,000037*(1212-0)=0,54

2.обточка за один проход

t0=0,00017*d*l=0,00017*120*60=1,22

3.обточка за один проход

t0=0,00017*d*l=0,00017*60*30=0,30

4. рассверливание=20+60

t0=0,00031*d*l=0,00031*25*60=0,46

5.отрезание

t0=0,00019* D2=0,00019*1212=2,78

6.      черновое растачивание

t0   =0,002*26*40=2,08

tшт-к=(0,54+1,22+0,30+0,46+2,78+2,08)*1,75=12,91

Накладные расходы механического цеха, принимаются равным 300%

Cпр=5,290*120-(5,290-2,456)*3000/1000+1,1*12,91*(1+300/100)=634,8-2,834*3+14,2*4=634,8-8,502+56,8=683,09руб

Диаметр заготовки из проката принимается с учетом припуска  на обработку согласно сортамента горячекатаной стали обычной точности /ГОСТ 2590-71/:

65, 67, 70, 72, 75, 78 припуск  0,5 - 1,1

80, 82, 85, 90, 95 - припуск 0,5 - 1,3

100, 105, 110, 115 - припуск 0,6 - 1,7

120, 125, 130, 135 - припуск 0,8 - 2,0

от 160 до 200 через 10 мм припуск 0,9 - 2,5

от 210 до 250 через 10 мм - припуск 1,2 - 3,0

Припуски на черновое обтачивание заготовок из горячекатаного проката обычной точности в среднем можно принимать следующими:

при диаметре от 50 до 120 мм - 1,5 - 1,8 мм;

при диаметре от 120 до 260 мм - 1,8 - 2,2 мм.

Стоимость штамповочной заготовки и ее черновой обработки определяется по формуле:

, руб (2)

где Sшт - базовая стоимость 1т. штамповок, равна 315000 руб.

Q - вес заготовки, измеряется по формуле

Q=Vзаготовки*7,8г/см3

Vзаготовки=(3,14*1222/4)*34)-(3,14*68²/4)*20)+(3,14*62²/4 )*30-(3,14*26²/4)*20= (397,25-72,59)+(90,52-10,61)=324,66+79,91=404,57см

Q=404,57см3*7,8г/см3=3155,646=3,155 кг

q - вес готовой детали,q=2,535кг

КТ - коэффициент, зависящий от класса точности, для 2-го класса точности штамповки КТ=1

КС - коэффициент, зависящий от сложности заготовки, для заготовки с незначительно имеющимися сечениями КС=1,15

Кв - коэффициент, зависящий от веса заготовки, для заготовок весом до 2-х кг. Кв=1,2

Км - коэффициент, зависящий от материала заготовки, Км=1

Кn - коэффициент, зависящий от программы выпуска, т.е. от типа производства, для серийного производства Кn=1,2

Основное технологическое время черновой обработки для сравниваемых переходов можно определить по следующим приближенным формулам:

Черновая обточка за один проход              t0=0.00017 d·l

Черновая подрезка торца /один проход/              t0=0.000037(D2-d2)

Рассверливание = 20+60              t0=0.00031 d·l

Черновое растачивание /один проход/              t0=0.002 d·l

Штучное или штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

1.      t0=0,000037*(1242-0)=0,56

2.      t0=0,00017*124*34=0,70

3.      t0=0,000037*(64²-0)=0,15

4.      t0=0,00017*64*30=0,32

5.      t0=0,00031*26*44=0,35

6.      t0=0,002*26*44=2,28

tшт-к=(0,56+0,70+0,15+0,32+0,35+2,28)*1,75=7,63

Cin=(315*3,155*1*1,15*1,2*1*1,2)-(3,155-2,535)*3000/1000+1,1*7,63*(1+300/100)=

1645,77-0,62*3+8,39*4=1610,35руб

Таким образом, из экономического обоснования выбора метода получения  заготовки выбираем  прокат.

2.2. Проектирование маршрутного технологического процесса

Для обработки детали «насадка» необходимы следующие станки: токарно-винторезный, вертикально-сверлильный, фрезерный, долбежный и шлифовальный станки.

Токарно-винторезный станок модели 16к20

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

- над станиной: 400

- над суппортом: 220;

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм: 750 - 1500;