Седельников А.И. Методические указания - Разработка технологического процесса механической обработки детали

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ АВТОМАТИЗАЦИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

КАФЕДРА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ И ИНСТРУМЕНТОВ

А.И.Седельников

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

Методические указания к выполнению курсовой работы

Дисциплина «Технология механической обработки

художественных изделий»

Специальность 121200 «Технология художе-

ственной обработки материалов»

III курс дневного отделения

Киров 2003

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Вятского государственного университета

УДК 621.9.048.3(07)

С 284

Рецензент кандидат технических наук, доцент

кафедры ТАМ В.Д. Перевощиков

Седельников А.И. Разработка технологического процесса механической обработ-

ки детали: Методические указания к выполнению курсовой работы. – Киров: Изд-

во ВятГУ, 2003.

Редактор Е.Г.Козвонина

Подписано в печать _____03 Усл. печ. л. 1,2

Бумага офсетная Печать копир Aficio 1022

Заказ № 244__ Тираж 52 Бесплатно

Текст напечатан с оригинала-макета, предоставленного автором

610000, г. Киров, ул. Московская, 36.

Оформление обложки, изготовление – ПРИП ВятГУ

©Вятский государственный университет,

2003

©А.И. Седельников, 2003

Содержание:

1 ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ...................................................................................... 4

2 ОБЪЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ.................................................................................. 4

3 СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ .................................................................... 4

3.1 Введение................................................................................................................. 4

3.2 Выбор вида заготовки и обоснование метода ее получения ............................ 4

3.3 Разработка плана механической обработки ....................................................... 5

3.4 Выбор баз ............................................................................................................... 5

3.4.1

Выбор черновых баз.................................................................................... 5

3.4.2 Выбор чистовых баз....................................................................................... 6

3.5 Расчет припусков на механическую обработку ................................................. 6

3.6 Выбор оборудования и станочных приспособлений......................................... 6

3.7 Расчет параметров режима резания и машинного времени.............................. 7

3.7.1

Выбор инструментального материала и геометрии режущего

инструмента

............................................................................................................. 7

3.7.2 Назначение периода стойкости режущего инструмента............................ 8

3.7.3 Назначение глубины резания........................................................................ 8

3.7.4 Назначение подачи......................................................................................... 8

3.7.5 Расчет скорости резания................................................................................ 8

3.7.6 Расчет частоты вращения шпинделя............................................................ 9

3.7.7 Расчет мощности привода главного движения ........................................... 9

3.7.8 Расчет машинного времени......................................................................... 10

3.8 Разработка технологических наладок на операции механической обработки

..................................................................................................................................... 10

3.9 Оформление документации технологического процесса ............................... 10

3.10 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................. 11

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ........ 12

1 ЦЕЛЬ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Закрепить знания, полученные студентами на лекциях и лабораторных ра-

ботах по дисциплине «Технология механической обработки художественных из-

делий;

- получить навыки разработки технологических процессов механической об-

работки деталей художественных изделий.

2 ОБЪЕМ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки ру-

кописного, машинописного или набранного на компьютере текста объемом до 30

страниц формата А4.

Графическая часть включает сборочный чертеж или рисунок выбранного

изделия, чертежи заготовки и детали, выбранной для разработки технологическо-

го процесса, чертеж режущего инструмента, а также технологические наладки на

основные операции механической обработки. Она содержит 3…6 листов формата

А3…А4 в зависимости от размеров выбранного изделия и входит в состав пояс-

нительной записки в виде приложений.

Документация технологического процесса оформляется на стандартных

бланках сводной и операционных карт и вкладывается в пояснительную записку.

Работа должна быть оформлена в строгом соответствии с требованиями к

оформлению пояснительных записок /1/.

3 СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

3.1 Введение

Во введении дается обоснование выбора художественного изделия (анализ

художественных решений: цвета стиля, композиции и др.) и целесообразности

механической обработки детали, входящей в состав этого изделия.

3.2 Выбор вида заготовки и обоснование метода ее получения

Вид заготовки оказывает большое влияние на ход технологического про-

цесса механической обработки деталей художественных изделий.

Наибольшее распространение в практике получили следующие виды заго-

товок:

прутки из проката с постоянным или переменным профилем поперечного

сечения;

прокат специального профиля;

поковки кованные или штампованные;

отливки, полученные литьем в песчаные или металлические формы, отлитые

в оболочковые формы, по выплавляемым моделям и другими способами фор-

мовки;

заготовки, полученные комбинированным способом (литейно-сварные и

штампо-сварные);

- металлокерамические заготовки, полученные методом порошковой метал-

лургии;

пластмассовые заготовки.

Выбор вида заготовки определяется, главным образом, материалом, разме-

рами детали, формой, эстетическими требованиями и серийностью производства

/2…6/.

3.3 Разработка плана механической обработки

В плане механической обработки детали указывается последовательность

выполнения технологических операций, установок, позиций, переходов, прохо-

дов, метод обработки, используемое оборудование, применяемое приспособление,

режущий и измерительный инструменты, режим резания.

При этом на основе анализа технических требований к детали (изделию)

выявляются конструкторские и технологические базы.

При разработке последовательности выполнения операций рекомендуется :

в первую очередь обработать поверхности, которые будут базами для после-

дующих операций;

затем обрабатывать поверхности с наибольшим припуском, так как это по-

зволит обнаружить дефекты (раковины, трещины и т.д.);

точные поверхности следует обрабатывать в последнюю очередь;

не совмещать черновые и чистовые операции (выполнять на разных стан-

ках).

При решении вопроса, каким методом целесообразнее обработать поверх-

ность (строгание или фрезерование, растачивание или зенкерование и т.д.), следу-

ет учитывать возможность достижения точности, качества обработанной поверх-

ности и производительности обработки детали на сравниваемых операциях.

3.4 Выбор баз

Первая установка заготовки осуществляется по черновой базе.

3.4.1 Выбор черновых баз

При выборе черновых баз нужно учитывать следующие рекомендации:

если у детали обрабатываются не все поверхности, то за черновую базу при-

нимают поверхность, которая остается черной;

если у детали обрабатываются все поверхности, то при первой установке ба-

зируются по поверхности с наименьшим припуском, чтобы в дальнейшем при

ее обработке не осталось черноты;

на базовой поверхности не должно быть литников, прибылей, а ее размеры

должны обеспечить надежность закрепления и точность ориентировки детали

при обработке;

черновая база используется только один раз. Повторная установка на черно-

вую базу недопустима.

3.4.2 Выбор чистовых баз

При выборе чистовых баз нужно учитывать следующие рекомендации:

целесообразно совмещать технологическую базу с конструкторской, чтобы

избежать пересчета размеров, что приводит к уменьшению допусков на эти

размеры, так как допуск замыкающего звена равен сумме допусков состав-

ляющих звеньев;

следует соблюдать принцип единства баз, так как всякая перестановка дета-

ли резко снижает точность взаимного расположения поверхностей при обра-

ботке, а смена технологической базы требует произвести пересчет размеров;

деталь должна подвергаться наименьшим деформациям от усилий резания и

собственного веса;

- выбранные базы должны обеспечивать простую и надежную конст-

рукцию приспособления, удобство установки, крепления и снятия детали.

3.5 Расчет припусков на механическую обработку

Припуском называется слой металла, подлежащий удалению с поверхно-

сти заготовки для получения готовой детали.

Общий припуск удаляется с поверхности в течение всего процесса обра-

ботки и равен сумме межоперационных припусков.

Межоперационный припуск удаляется при выполнении отдельных опера-

ций.

На величину припуска оказывает влияние:

толщина дефектного слоя заготовки (литейная корка, раковины, обезугле-

роженный при прокатке слой и т.д.);

- технологические погрешности, зависящие от способа изготовления заготов-

ки, ее обработки, геометрических погрешностей станка, погрешности базиро-

вания заготовки и так далее.

Выбор припусков на механическую обработку для всех обрабатываемых

поверхностей детали, осуществляется по таблицам справочника /8/.

3.6 Выбор оборудования и станочных приспособлений

Станок должен соответствовать:

заданной точности обработки детали;

габаритам обрабатываемой детали;

мощности, требуемой для осуществления процесса резания на данной опе-

рации;

заданной программе выпуска деталей.

По возможности, целесообразно использовать имеющееся в наличии обо-

рудование.

В единичном производстве, как правило, используется универсальное обо-

рудование и станочные приспособления.

В серийном производстве чаще всего применяются быстропереналаживае-

мые на выпуск другой продукции станки (например, агрегатные, с ЧПУ и т.д.) и

универсальные сборные приспособления.

В массовом производстве проектируются и изготавливаются специальные

станки, автоматические линии и специальная технологическая оснастка. При про-

ектировании станочного приспособления для конкретной операции должен быть

определен метод базирования детали, сделан расчет режимов резания, определе-

ны все составляющие усилий резания. Если требования точности не удовлетво-

ряются, надо изменить схему базирования или конструкцию приспособления. За-

тем снова производится расчет на точность, и если требования точности опять не

удовлетворяются, то необходимо изменить метод механической обработки.

3.7 Расчет параметров режима резания и машинного времени

Параметры режима резания считаются оптимальными, если они обеспечи-

вают заданную производительность и минимальную себестоимость обработки

при условии удовлетворения всех технических требований к точности детали и

качеству обрабатываемых поверхностей.

Существует два метода определения параметров режима резания:

расчетный;

табличный (по справочникам /7…10/).

В единичном производстве (например, в ремонтном цехе) режим резания

иногда совсем не указывают. Технолог разрабатывает маршрутный лист с указа-

нием последовательности выполнения операций и переходов, а режим резания ус-

танавливают сами станочники, руководствуясь своим опытом и интуицией.

В серийном производстве чаще всего используется табличный метод как

наиболее простой.

В крупносерийном и массовом производстве режимы резания, как правило,

рассчитывают по формулам.

При любом методе последовательность назначения параметров режима ре-

зания сохраняется.

В первую очередь всегда назначают глубину резания, так как она оказыва-

ет наименьшее влияние на период стойкости режущего инструмента.

Затем выбирают подачу и в последнюю очередь скорость резания как наи-

более сильно влияющую на стойкость режущего инструмента.

3.7.1 Выбор инструментального материала и геометрии режущего

инструмента

Материал режущей части и геометрия инструмента выбираются в зависи-

мости от свойств обрабатываемого материала, состояния поверхностного слоя за-

готовки (наличие или отсутствие твердой литейной корки, окалины, наклепанного

слоя и т.д.), характера процесса резания (прерывистое, непрерывное) и вида обра-

ботки (черновая, чистовая) /7,8/.

3.7.2 Назначение периода стойкости режущего инструмента

Период стойкости инструмента зависит от типа производства (единичное,

серийное или массовое), вида обработки (одноинструментная, многоинструмент-

ная), инструментального и обрабатываемого материалов, стоимости инструмента,

сложности его изготовления и переточки /9/.

3.7.3 Назначение глубины резания

С целью повышения производительности глубину резания следует назна-

чать максимально возможной. Поэтому, если нет ограничений по мощности обо-

рудования, жесткости технологической системы, точности обработки и шерохова-

тости обработанной поверхности, глубину резания принимают равной припуску

на обработку, т.е. весь припуск снимают за один проход. При наличии хотя бы

одного из указанных ограничений припуск разделяют на два и более проходов по

известной методике /9,10/.

3.7.4 Назначение подачи

На выбор подачи накладывается целый ряд ограничений, различных для

черновой и чистовой обработки /7,10/.

При черновой обработке ограничения связаны прежде всего с действую-

щими силами резания, поэтому подача ограничена:

прочностью державки резца;

жесткостью державки резца;

прочностью режущей пластинки;

прочностью механизма подач.

При чистовой обработке величина подачи ограничивается заданной шеро-

ховатостью и точностью формы и размеров детали.

3.7.5 Расчет скорости резания

Скорость резания рассчитывается отдельно для черновой и чистовой обра-

ботки по эмпирической формуле

yxm

StT

(1)

где С

– постоянный коэффициент, характеризующий условия обработки;

∑

- суммарный поправочный коэффициент, равный произведению всех попра-

вочных коэффициентов на измененные условия обработки;

Т - период стойкости инструмента, мин;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

m - показатель относительной стойкости;

– показатели степени, характеризующие влияние t и S на скорость резания.

Значения коэффициентов и показателей степени, входящие в формулу (1),

берутся из справочников /7, 10/.

3.7.6 Расчет частоты вращения шпинделя

Частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле

v1000

(2)

где v – скорость резания, рассчитанная по формуле (1);

D - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки или инструмента, ес-

ли он совершает главное движение, мм.

По паспорту станка подбирают ближайшую бóльшую частоту вращения

шпинделя, если она отличается от рассчитанного по формуле (2) значения не бо-

лее чем на 5%.

В противном случае берут ближайшее мéньшее значение (n

ст

), по которому

рассчитывают фактическую скорость резания:

1000

ст

(3)

3.7.7 Расчет мощности привода главного движения

Мощность резания Nрез рассчитывают по формуле

102060

рез

∗

(4)

где P

– главная составляющая силы резания, Н (выбирается по таблицам спра-

вочников /7, 10/);

V – скорость резания, м/мин.

Мощность электродвигателя привода главного движения рассчитывается

по формуле

рез

(5)

где η – коэффициент полезного действия станка, который в случае отсутствия

точных данных может быть принят равным 0,75.

Полученное значение сравнивают с мощностью станка.

Если окажется, что мощность электродвигателя станка недостаточна, то

нужно уменьшить скорость резания, а не глубину или подачу, так как это при

одинаковом увеличении машинного времени обеспечит бóльшее повышение

стойкости режущего инструмента.

3.7.8 Расчет машинного времени

Машинное время обработки поверхности рассчитывается по формуле

(6)

где l – длина обрабатываемой

поверхности, мм;

yyl

∗

– величина врезания режущего инструмента, мм;

– величина перебега, мм;

S – подача, мм/об;

n - частота вращения шпинделя, об/мин.

Общее машинное время операции равно сумме машинного времени на

всех переходах и проходах.

3.8 Разработка технологических наладок на операции механической обра-

ботки

На схеме технологической наладки показывают взаимное расположение

заготовки, режущего инструмента и приспособлений для их закрепления. Необра-

ботанные и ранее обработанные поверхности заготовки изображают тонкими ли-

ниями, а обрабатываемые на данной операции (переходе) контурными (можно

цветными) с простановкой на них размеров с отклонениями и заданной шерохова-

тости.

На схеме также указывают направления главного движения и движения

подачи, а инструменты изображают в конце рабочего хода.

3.9 Оформление документации технологического процесса

В единичном и мелкосерийном производствах обычно ограничиваются ус-

тановлением порядка и перечня маршрутных операций. В нем указывается при-

меняемое оборудование, универсальные приспособления, инструмент, время на

обработку (приближенное). Все это фиксируется в упрощенных технологических

картах.

В серийном и массовом производствах технологическая документация раз-

рабатывается подробно. Основным документом является технологическая карта, в

которой отражаются общие сведения о детали и изделии, указываются операции,

установки, переходы, позиции, применяемое оборудование, приспособления, ре-

жущие и измерительные инструменты, режимы резания и нормы времени.

Кроме того, составляются операционные карты, где изображаются эскизы

обработки (по операциям, переходам или позициям), выделяются толстыми ли-