Технологический процесс изготовления детали "вилка"

Введение
Одной из важнейших задач, стоящих перед машиностроением, является всемерное повышение технического уровня производства. Решение этой задачи определяется требованиями качественного изготовления постоянно усложняющихся конструкций проектируемых транспортных и технологических машин, необходимостью повышения производительности труда и рационального использования материальных, трудовых и стоимостных ресурсов. Одним из определяющих видов производств в машиностроении является механическая обработка.
Разработка технологического процесса изготовления не должна сводится к формальному установлению последовательности обработки поверхностей деталей , выбору оборудования и режимов . Она требует творческого подхода для обеспечения согласованности всех этапов изготовления и достижения требуемого качества с наименьшими затратами.
При проектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимо учитывать основные направления в современной технологии машиностроения .Применение высокопроизводительных методов обработки , обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины , методов упрочнения рабочих поверхностей , повышающих ресурс работы детали и машины в целом , использование станков с ЧПУ - все это направлено на повышение эффективности производства и качества продукции .
Цель работы - применение на практике методики проектирования технологических процессов.
609092014814551[Введите цитату из документа или краткое описание интересного события. Надпись можно поместить в любое место документа. Для изменения форматирования надписи, содержащей броские цитаты, используйте вкладку "Средства рисования".]001[Введите цитату из документа или краткое описание интересного события. Надпись можно поместить в любое место документа. Для изменения форматирования надписи, содержащей броские цитаты, используйте вкладку "Средства рисования".]Использование приспособлений способствует повышению производительности и точности обработки, сборки и контроля; и облегчению условий труда, сокращению количества и снижению необходимой квалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций; расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности работы и снижению аварийности.
Приспособления должны быть удобными и безопасными в работе, быстродействующими, достаточно жесткими для обеспечения заданной точности обработки, удобными для быстрой установки на станок, что особенно важно в крупносерийном производстве, простыми и дешевыми в изготовлении, доступными для ремонта и замены изношенных деталей.
Актуальная задача повышения технологического обеспечения качества машин, и в первую очередь их точности. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационного качества машин и для технологии их производства. Повышение точности изготовления заготовок снижает трудоемкость механической обработки, а повышение точности механической обработки сокращает трудоемкость сборки в результате устранения пригоночных работ.
В данном курсовом проекте на основе фундаментальных научных положений технологии машиностроения разработан эффективный технологический процесс изготовления детали «Вилка».
609706640471662
002

ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Служебное назначение и техническая характеристика деталиДеталь «Вилка» предназначена для передачи осевых нагрузок в шарнирных соединениях, используются обжимных прессах. К таким изделиям предъявляются повышенные эксплуатационные требования. Трудоёмкость их изготовления обуславливают: выбор материала, наличие значительного количества ответственных поверхностей высокой точности и сложной формы.

Рисунок 1.1 – Чертеж детали «Вилка»
60788557423153
003

1.2 Описание материала детали
Конструкционная качественная углеродистая сталь 45 используется для изготовления улучшаемых, нормализованных, с поверхностной обработкой деталей повышенной прочности – распределительные/ коленчатые валы, кулачки, цилиндры, бандажи, шпиндели, шестерни, вал-шестерни, другие изделия.
Таблица 1.1 – Химический состав и механические свойства стали 45 (ГОСТ 4543-71)
Твердость, HB Растяжение, МПа C, %
Si, %
Mn, % P, % S, %
Не более
143-179 245 0,42…0,5 0,17-0,37 0,5-0,8 0,035 0,004
Сталь 45 относится к конструкционным легированным сплавам. Слово «конструкционная» указывает на то, что материал используется для изготовления разнообразных механизмов, конструкций и деталей,
применяемых в машиностроении и строительстве, и обладает определенным набором химических, физических и механических свойств. Цифра 45 в маркировке свидетельствует о том, что процентное содержание углерода в сплаве колеблется в пределах от 0.42 до 0.5.
1.3 Определение типа производства608630715944854
004
Тип производства - это комплексная характеристика технических, организационных и экономических особенностей машиностроительного производства, обусловленная его специализацией, типом и постоянством номенклатуры изделий, а также формой движения изделий по рабочим местам. Современное производство подразделяется на следующие типы: единичное, серийное, массовое. Единичный тип – это такая форма, когда продукция выпускается в минимальных количествах (поштучно). Серийный тип — это такая форма организации, когда готовые изделия производят в определенном количестве и установленной периодичностью. Массовый тип – это такая форма организации работы предприятия, которая подразумевает выпуск определенного ассортимента продукции, которая может быть однородна по предназначению, конструктивным особенностям и технологии изготовления. От типа производства во многом зависит характер технологического процесса и его построение.
Тип производства предварительно определяют на начальной стадии разработки технологического процесса в зависимости от годового объёма выпуска и массы детали.
Таблица 1.2 –Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали
Масса детали, кгТип производства
Единичное Мелкосерийное Среднесерийное Крупносерийное Массовое
<1,0 <10 10...2000 1500...100000 75000...200000 200000
1,0...2,5 <10 10...2000 1000...50000 50000...100000 100000
2,5...5,0 <10 10...500 500...35000 35000...75000 75000
5,0...10 <10 10...300 300...25000 25000...50000 50000
>10 <10 10...200 200...10000 10000...25000 25000
Годовая программа выпуска детали «Вилка» – N = 75000 штук, масса детали – 2,7 кг, что соответствует массовому типу производства.
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объёмом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени. Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ 3.1108-74 для массового производства равен или меньше единицы.
Количество заготовок в партии для одновременного запуска определяется по формуле, штук:
, (1.2)
где а = 3, 5, 10, 20, 60, 125 дней – периодичность запуска деталей в производство или количество дней, на которые необходимо обеспечить запас деталей для работы сборочного цеха, а = 10 дней;
N – годовая программа выпуска, штук;
250 – количество рабочих дней в году;
шт610489050894185
005

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Анализ технических условий на деталь
Исходя из служебного назначения вилки производим анализ технических условий указанных в чертеже. Служебное назначение детали, нормы точности и технические условия на неё является следствием служебного назначения и технических условий на сборочную единицу, в которую входит деталь.
Численное значение данных ТУ (технических условий) задано рационально и не требует применения специального оборудования.
Выполняем эскиз детали, выносим геометрические размеры и производим анализ технических условий на деталь.

607885510337806
006
Рисунок 2.1 - Эскиз детали
Таблица 2.1– Анализ технических условий на деталь
№ пов. Номинальный размер Точность Шероховатость
1 Ø25 Н8 1,25
2 32 Н12 5,0
3 60 IT14/2 6,3
4 15 IT14/2 6,3
5 Ø 26 H14 6,3
6 Ø 23 H14 6,3
7 Ø20 H8 1,25
8 2x45° IT14/2 6,3
9 1x45° IT14/2 6,3
10 50 h14 6,3
11 3 IT14/2 6,3
12 30 IT14/2 6,3
13 55 h14 6,3
14 90 IT14/2 6,3
Технические требования указанные на чертеже следующие:
1.HRC 40...45
2.Неуказанные предельные отклонения валов h14, остальных ±IT14/2
Все выше перечисленные технические условия сформулированы верно, в соответствии с рекомендуемыми требованиями и в достаточном количестве, для выполнения служебного назначения детали.
Отработка конструкции на технологичностьОдним из факторов, существенно влияющих на характер технологических процессов, является технологичность детали и ее составных частей. Конструкция изделий должна не только обеспечивать их эксплуатационные требования, но и требования к их наиболее экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, тем больше оно считается технологичным. Поэтому проектированию технологических процессов предшествует отработки изделия на технологичность. Это обусловлено более глубокими знаниями технолога конкретного производства: технических и экономических возможностей, конкретного оборудования и других факторов. Технологичная конструкция детали должна предусматривать широкое использование унифицированных сборочных единиц, стандартизированных и нормализованных деталей и их элементов; минимальное количество оригинальных деталей. Технологичная конструкция изделия должна соответствовать требованиям сборки и иметь удобные сборочные базы, минимум подгоночных работ, возможность параллельной сборки сборочных единиц.
Виды и показатели технологичности конструкций приведены в ГОСТе 14.205-83, общие правила отработки конструкции изделия на технологичность - в ГОСТе 14.201-83.
Рассчитаем коэффициент использования материала:
, (2.1)
где Мд – масса детали;
Мз – масса заготовки;

По данному показателю конструкцию считаем технологичной
60788556718307
007

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:

, (2.2)
где Qу.э. = 6 – количество унифицированных элементов;
Qэ = 8 – общее количество конструктивных элементов

По этому показателю деталь технологична
Коэффициент точности обработки:
Кт.о. = 1 – 1 / Аср > 0,8, (2.3)
где Аср – среднее значение квалитета точности:
, (2.4)
где Н – квалитет точности;
n – количество элементов данного квалитета;

Кт.о. = 1 – 1 / 13 = 1 > 0,8
607885512363458
008
По данному показателю деталь также технологична
Коэффициент шероховатости:
где Бср – среднее значение показателя шероховатости по рабочему чертежу детали:
, (2.6)
где Б – класс шероховатости;
n – количество показателей класса шероховатости
;
Кш = 1 / 5,3 = 0,18 < 0,32.
По этому показателю деталь технологична.
Таким образом, можно сделать вывод, что конструкция детали является технологичной, так как она изготавливается с минимальными трудовыми и материальными затратами.
2.3 Анализ метода получения заготовки
Метод получения заготовки зависит от служебного назначения детали и требований, предъявляемых к ней, от её конфигурации и размеров, вида конструкционного материала, типа производства и других факторов.
Одну и ту же деталь можно изготовить из заготовок полученных различными способами. Одним из основополагающих принципов выбора заготовки является ориентация на такой способ изготовления, который обеспечит ей максимальное приближение к готовой детали. В этом случае существенно сокращается расход металла, объём механической обработки и производственный цикл изготовления детали.
Разработка технологических процессов изготовления заготовок должна осуществляться на основе технических и экономических принципов. В соответствии с техническими принципами выбранный технологический процесс должен полностью обеспечить выполнение всех требований чертежа и технических условий на заготовку. В соответствии с экономическим принципом изготовление заготовки должно вестись с минимальными производственными затратами.
Для вилки из стали 45 следует выбрать штамповку. Масса поковок может быть несколько десятков килограммов, но не превышать 100 кг. На ГКМ можно: производить высадку конусов длинных (до 3,5 м) прутков и труб; получать изделия типа стержня или трубы с головкой значительного объема; штамповать осадкой в торец изделия сложной формы; получать от прутка поковки с прошитыми отверстиями без отходов металла при просечке. В качестве исходной заготовки используют пруток круглого или квадратного сечения, трубный прокат. Штампуют поковки: стержни с утолщениями и глухими отверстиями, кольца, трубчатые детали со сквозными и глухими отверстиями. Так как штамп состоит из трех частей, то напуски на поковки и штамповочные уклоны малы или отсутствуют.
Припуски и допускаемые отклонения размеров поковок, штампуемых на ГКМ, определяют по ГОСТ 7505-89
Устанавливаем припуски штамповки в табл. 2.2
Таблица 2.2 – Общие показатели припусков
Размеры детали,
мм Размеры заготовки, мм;
Штамповка
60 60+0,5*2=61
50 43180007721609
009
50+0,5*2=51
55 55+0,5*2=56
120 120+0,5*2=121
Выполняем эскиз заготовки, наносим контуры, обозначаем геометрические размеры.

6016829197807310
0010
Рисунок 2.2 – Эскиз заготовки
Определение стоимости заготовок.
Стоимость заготовок, можно определить по формуле:
, (2.7)
где ВБ – базовая стоимость 1 т. заготовок, руб.; Сталь 45 – 75000 руб. за тонну;
Q, q – соответственно массы заготовки и готовой детали, кг;
КТ, КМ, КВ, КЗ, КП – коэффициенты, учитывающие соответственно материал, класс точности, группу сложности, массу заготовки и программу выпуска;
Вотх – стоимость 1 т. стружки, руб. Стоимость стружки из стали 20000 руб. за тонну
Определим коэффициенты стоимости заготовки на основании прейскуранту 25 – 01 и занесем их в таблицу 2.3
Таблица 2.3 – Коэффициенты стоимости заготовки
КтКм Кс КвКп1,162 1,04 0,7 1,1 1
= 203 руб.
Выбор и обоснование технологических баз
602170599504511
0011

При выборе технологических баз и схем базирования заготовки на технологических операциях исходим из следующих принципов:
на первой операции заготовка устанавливается по черновым базам и обрабатываются те поверхности, которые в дальнейшем используются, как технологические базы;
черновую базу из-за её малой точности используют только один раз, так как повторное её использование нарушает уже достигнутую точность взаимного расположения;
совмещение по возможности технологической, конструкторской и измерительной баз, то есть в качестве технологических базовых поверхностей используются конструкторские и измерительные базы;
принцип постоянства технологических баз на различных операциях;
базы для окончательной обработки должны иметь наибольшую точность размеров и геометрическую форму, наименьшую шероховатость поверхности;
Примеры базирования заготовки предоставлено в таблице 2.4
Таблица 2.4 – Эскизы технологических баз и обрабатываемых поверхностей
№ комплекта
баз Наименование операции Эскизы, технологические базы и обрабатываемые поверхности
1 Токарная 010
Установ 1
Переход 1 3610730320425812
0012

2 Токарная 010
Установ 1
Переход 2

3 Токарная 010
Установ 1
Переход 3
4 Токарная 010
Установ 1
Переход 4
5 Токарная 010
Установ 1
Переход 4
6 Токарная 010
Установ 1
Переход 4
7 Токарная 010
Установ 2
Переход 1
8 Токарная 010
Установ 2
Переход 2 3604895130175013
0013


9 Фрезерная 015
Установ 1
Переход 1
10 Фрезерная 015
Установ 2
Переход 1
11 Фрезерная 015
Установ 3
Переход 1
12 Фрезерная 015
Установ 4
Переход 1
13 Сверлильная
020 3607435262890014
0014

14 Шлифовальная 025
2.5 Разработка технологического маршрута обработки деталиНа данном этапе разрабатывается общий план обработки детали «Вилка», определяется содержание операций более совершенного технологического процесса.
Также следует учитывать следующие положения:
- каждая последующая операция должна уменьшить погрешность и улучшить качество поверхности;
- в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут служить технологическими базами для следующих операций;
- не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки немерным инструментом на одном и том же станке.
Разработка технологического маршрута обработки вилки:
Операция 005 Заготовительная
Станок: Горизонтально-ковочная машина 
Операция 010 Токарная с ЧПУ
6014720108585015
0015
Станок: Токарный станок PUMA 400, FANUC
Операция 015 Фрезерная
Станок: Универсальный фрезерный станок с ЧПУ MANFORD
Операция 020 Сверлильная
Станок: Вертикально-сверлильный 2Р135Ф2
Операция 025 Шлифовальная
Станок: Внутришлифовальный станок 3к228
Операция 030 Слесарная
Операция 035 Контрольная
Стол ОТК
2.6 Разработка технологических операцийРазработка технологической операции включает:
- выбор или уточнение ее структуры;
- установление рациональной последовательности технологических переходов и рабочих ходов в операции;
- выбор модели станка;
- выбор инструмента;
- расчет операционных припусков и размеров;
- расчет режимов резания;
6016625104838516
0016
- расчет штучного или штучно-калькуляционого времени;
Рациональное построение технологической операции и выбор ее структуры зависит от типа и организационной формы производства, а также тесно связано с выбором оборудования и технологической оснастки.
Операция 010Токарная
Установ А. Закрепить заготовку в трехкулачковый патрон.
Подрезать торец в р-р 120,5
Точить ø 55 на длине 5
Точить ø 50 на длине 50
Точить фаску 2х450
Сверлить отв. ø20 на проход
Точить фаску 1х450
Установ Б. Снять, перевернуть и закрепить заготовку в патроне.
Рассверлить отв. ø26 на длине 15
Точить фаску ø23 на длине 3
Операция 015 Фрезерная
Установ А. Закрепить в тиски призматическими губками и пневматическим зажимом с опорой на плоскость.
Фрезеровать плоскость в р-р 60,5
Установ Б. Снять, перевернуть и закрепить заготовку в тиски призматическими губками и пневматическим зажимом с опорой на плоскость.
601662582105517
0017

Фрезеровать поверхность в р-р 60
Установ В. Снять, перевернуть и закрепить заготовку в тиски призматическими губками и пневматическим зажимом с опорой на плоскость.
1. Фрезеровать по контуру в размеры 60, R30.
Установ Г. Снять, перевернуть и закрепить заготовку в тиски призматическими губками и пневматическим зажимом с опорой на плоскость.
1. Фрезеровать паз в размер 32Н112
Операция 020 Сверлильная
Установ А. Закрепить в оправку.
1. Сверлить отв. ø 10 на проход
2. Сверлить отв. ø25 на проход
Операция 025 Шлифовальная
Установ А. Установить в призматические тиски.

1. Шлифовать отв. ø20 Н8
601662569278518
0018
Станок: Токарный станок PUMA 400, FANUC
Инструмент:
Резец 2100-4065 Т15К
Сверло ø 26 2317-0008 ГОСТ 10903-77
Сверло ø20 2300-6868 ГОСТ 10902-77Станок: Универсальный фрезерный станок с ЧПУ MANFORD
Инструмент:
Фреза 2214-001 ГОСТ 24359-80;
Фреза 2220-007 ГОСТ 17025-71;
Фреза 2250-0106 Р9 ГОСТ 3964-69;
Фреза 2262-0102 ГОСТ 9305-93.

Станок: Вертикально-сверлильный 2Р135Ф2
Инструмент:
Сверло 2300-0208 ГОСТ 10902-77
Сверло 2301-0087 ГОСТ 10903-77
Станок: Внутришлифовальный станок 3к228
Инструмент:
Шлифовальный круг 20х6 ГОСТ 2424-83
6016625117411519
0019
Далее рассчитываем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры наружной поверхности ø 50 вилки.
Материал детали - Сталь 45 ГОСТ 1050-88. Заготовка - штамповка на ГКМ. Масса заготовки m ≈ 3 кг.
Технологический маршрут обработки поверхности ø 55 состоит из фрезерования чернового и чистового. Фрезерование производится в патроне, схема установки показана в таблице 2.4.
Технологический маршрут обработки поверхности записываем в расчетную таблицу 2.5. В таблицу также записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска.
Таблица 2.5 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности ø 50.
Технологические переходы обработки элементарной поверхности Элементы припуска, мкмРасчетный припуск 2Zmin, мкм Расчетный размер dp, мм Допуск δ, мкмПредельные размеры, ммПредельные значения припусков, мкмRzT ρ εy dmindmax2Znpmin 2Znpmax
Заготовка (штамповка на ГКМ) 200 300 1063 54 1150 53,454 54,604 Фрезерование черновое 50 50 64 2·1563 54,48 290 50,328 50,618 3126 3986
Фрезерование чистовое 30 30 53 2·164 53,45 115 50 50,115 328 503
Итого, Σ 3454 4489
6016625155321020
0020

Суммарное значение пространственных отклонений оси обрабатываемой поверхности Ø50 относительно оси рычага определяется по формуле:
(2.8)
где ρсм – смещение обрабатываемой поверхности 50 относительно поверхности используемой в качестве технологической базы при точении, мкм (ρсм = 0)
ρкор – коробление детали, мм
ρкор = Δк ˟ l = 50 ˟ 4 = 200 мкм =0,2 мм,
где Δк – удельная кривизна заготовок на 1 мм длины, мкм;
l – расстояние от обрабатываемого сечения до ближайшей опоры, мм
ρц – погрешность зацентровки, мм.
При установке рычага в тиски погрешность определится по формуле:

(2.9)
где δзаг – допуск на поверхности, используемые в качестве базовых на токарной операции (δз = 2,0 мм);
6016625122936021
0021
0,25 – погрешность станка, мм

Остаточное пространственное отклонение:
(2.10)
где ky – коэффициент уточнения формы (табл. 2.6),
Таблица 2.6 - Значение коэффициента уточнения kyЗаготовка Технологический переход Коэффициент уточнения kyКалиброванный прокат После обтачивания:
однократного 0,05
двухкратного0,02
После шлифования:
чернового 0,06
чистового 0,04
Горячекатаный прокат, штамповка, отливка После обтачивания:
чернового
и однократного 0,06
получистового 0,05
чистового 192849594996022
0022
0,04
после чернового фрезерования ρ1 = 0,06·1063 = 64 мкм;
после чистового фрезерования ρ2 =0,05·1063 = 53 мкм;
Расчет минимальных значений припусков производим пользуясь основной формулой:
(2.11)
где Rz i-1,T i-1 - соответственно высота неровностей и глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем технологическом переходе, мкм
ρi-1 – суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе, мкм
ε i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм
Минимальный припуск:
под черновое точение Z min1 = 2(200+300+1063) = 2·1563 мкм;
под чистовое точение Z min2 = 2(50+50+64) = 2·164 мкм;
Расчетный размер получаем путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода:
для чернового точения d р1 = 50+0,328 = 50,328мм;
для заготовки d р1 = 50,328+3,126 = 53,454 мм
6021705141795523
0023
Значения допусков каждого технологического перехода и заготовки принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки.
Наименьший предельный размер определяем округлением расчётных размеров в сторону увеличения их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
Наибольшие предельные размеры определяем прибавлением допусков
к округлённым наименьшим предельным размерам:
dmax2 = 50 + 0,115 = 50,115мм;
dmax1 = 50,328 + 0,290 = 50,618 мм;
dmax заг = 53,454 + 1,150 = 54,604 мм
Максимальные предельные значения припусков Z прmax равны разности наибольших предельных размеров, а минимальные значения Z прmin – соответственно разности наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:
2Zпрmax2 = 50,618–50,115= 0,503 мм = 503 мкм;
2Zпрmax1 = 54,604–50,618= 3,986 мм = 3986 мкм;
2Zпрmin2 = 50,328–50 = 0,328 мм = 328 мкм;
2Zпрmin1 = 53,454–50,328 =3,126 мм = 3126 мкм
Общие припуски ZО min и ZО max определяем, суммируя промежуточные припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф:
2ZО min = 503+3986 = 4489мкм;
2ZО max = 328+3126 = 3454 мкм
602170585852024
0024
Общий номинальный припуск определяем с учётом несимметричного
расположения поля допуска заготовки:
(2.12)

Нижнее отклонение размера заготовки НЗ находим по ГОСТ 1855-55 НЗ = 200 мкм
Номинальный диаметр заготовки:
(2.13)

Произведем проверку правильности расчетов:
(2.14)


(2.15)


6019800121094525
0025
На основании данных расчётов построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности 50h14 (рис.2.3)

Рисунок 2.3 - Схема расположения припусков и допусков на обработку поверхности 50h14
Таблица 2.7 - Установка припусков на стороны аналитическим способом
№ Размер без припуска Размер с припуском
1 120 124мм
2 Ø 55 59 м
3 Ø 50 54 мм
4 60 64 мм
5 R30 R 32 мм
606550894582726
0026

2.6 Расчёт режимов резания на 50h14 вилки.
Исходные данные:
Заготовка – штамповка, Сталь 40Х ГОСТ 1050-88
Предел прочности – σ = 245 МПа, твердость по Бринеллю НВ = 143-179 кгс / мм2Общий припуск на обработку (на диаметр) h = 4 мм
Размер заготовки 54 мм
Размер детали (после обработки) 50 мм
Длина обрабатываемой поверхности l = 50 мм
Требуемая шероховатость Ra = 6,3 мкм
Назначение глубины резания:
При чистовом точении глубину резания принимаем t2=0,5 мм, тогда глубина резания при черновом точении определяется по формуле:
(2.18)

Назначение величины подачи:
При черновой обработке подачу выбираем в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра заготовки и глубины резания в пределах 1,0–1,5 мм/об. Принимаем S1 = 0,5 мм/об. Выбранные подачи уточняем по паспортным данным станка. Назначаем следующие подачи S1 = 0,5 мм/об; S2 = 0,13 мм/об602170583566027
0027
Определяем скорость резания по формуле:
(2.19)
где Сv – коэффициент, зависящий от условий обработки (значение поправочного коэффициента Сv и показателей степени m, x, y выбираются из таблиц в зависимости от материала режущей части резца, подачи и обрабатываемого материала. Для черновой обработки Сv1 = 350; для чистовой – Сv2 = 420);Т – стойкость резца, мин (принимаем Т1 = Т2 = 60 мин);
х, у, m – показатели степени(x1 = 0,15; y1= 0,35; m1 = 0,20; x2 = 0,15; y2= 0,20; m2 = 0,20)
Kv – общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение отдельных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на скорость резания.
Для резцов с пластиной из твердого сплава Kv равно:
(2.20)
где Kµv – общий поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала:

Knv – поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (Knv1 = 0,8; Knv2 = 0,85)
6073775126111028
0028
Kuv – поправочный, коэффициент, учитывающий материал режущей части (Kuv1 = 0,83; Kuv2 = 1,0)
Kφv – поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца (для φ = 90° Kφv = 0,7)
Klv Krv Kqv – только для резцов из быстрорежущей стали
Kov – поправочный коэффициент, учитывающий вид обработки (Kov = 1,0).
Общий поправочный коэффициент для резцов (чернового и чистового) равен:


Скорость резания равна:


Определяем частоту вращения шпинделя по расчетной скорости резания:
(2.21)


Для черновой обработки выбираем n1=150 об/мин;
Для чистовой обработки выбираем n2=200 об/мин
602170566675029
0029
Определяем фактическую скорость резания:
(2.22)


Проверка по мощности привода шпинделя станка:
Мощность, затрачиваемая на резание Np, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе Nшп:
(2.23)
где Nэ – мощность электродвигателя токарного станка, кВт; для станка, Nэ = 5,5 кВт;
η – КПД привода токарного станка, η = 0,7
Мощность резания определяется по формуле:
(2.23)
где Рz – сила резания, Н;
vф – фактическая скорость резания, м/с.
Для определения мощности резания определяем силу резания при черновой обработке. Силу резания при точении рассчитываем по следующей формуле:
(2.24)
6021705155130530
0030
где Ср – коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала, материал режущей части фрезы, а также условия обработки, Ср = 200;
Кр – общий поправочный коэффициент, численно равный произведению ряда коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на силу резания:
(2.25)
где Кмр – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала:

Кφр – поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца, Кφр = 0,89
Кγр – поправочный коэффициент, учитывающий передний угол резца, Кγр = 1,25
Кλр – поправочный коэффициент учитывающий угол наклона главного лезвия, Кλр =1,0
Кrр – поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца, определяется для резцов из быстрорежущей стали, Кrр=0,93
Тогда, общий поправочный коэффициент равен:

Показатели степени х, у, n принимаем для черновой обработки: х = 1,0; у = 0,75; n = -0,15
Сила резания при точении равна:

602170571374031
0031
Мощность резания:

Мощность на шпинделе равна:

Так как Nр <Nшп (1,1 < 7,7 кВт), то выбранный режим резания удовлетворяет условию по мощности на шпинделе станка.
Расчет времени выполнения токарной операции
Основное время Тo на изменение формы и размеров заготовки определяем по формуле:
(2.26)
где L – длина рабочего хода резца, мм (2.27)
где l – длина обрабатываемой поверхности, l = 50 мм
l1 – величина пути врезания, l1 = t ctg φ + (0,5...2) = 1,5 ctg90º + 2 = 3,5 мм
l2 – величина перебега резца, l2 = 1–3 мм, принимаем l2 = 3 мм;
l3 – величина пути для снятия пробных стружек, мм. В серийном и массовом производстве при работе на настроенных станках l3 не учитывается;
i – число рабочих ходов резца, i = 1
Основное время равно:

602170585598032
0032

Штучное время, затрачиваемое на данную операцию:
(2.29)
где Твсп – вспомогательное время:
– время на установку и снятие детали принимаем 2,30 мин
– время на рабочий ход принимаем 0,80 мин
– время на измерение детали принимаем 0,35 мин

Оперативное время:
(2.30)

Время обслуживания рабочего места:
(2.31)
Время перерывов в работе:
(2.32)
Штучное время:

2.7 Размерный анализ проектируемого технологического процесса
Рассчитываем технологические размеры и допуска расположения.
Работа сводится к описанию исходных данных по детали и технологическому процессу. Исходными данными для работы с системой являются: уточненный чертёж детали; эскиз, определяющий конфигурацию исходной заготовки, маршрут обработки.

Рисунок 2.7 – Размерный анализ
3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
601965675184033
0033

3.1 Выбор и описание технологического оборудования, средств технологического оснащения
К средствам технологического оснащения относятся: технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное); технологическая оснастка (в том числе рабочие инструменты и средства контроля); средства механизации и автоматизации технологических процессов.
Выбор технологического оборудования (станков) определяется: методом обработки; габаритными размерами заготовок и размерами обработки; мощностью, необходимой на резание; производительностью и себестоимостью в соответствии с типом производства; возможностью приобретения и ценой станка; удобством и безопасностью работы станка. Все результаты сведем в таблицу 3.1
Таблица 3.1 - Выбор и описание технологического оборудования, специальных станочных приспособлений, специальных средств технического контроля, режущего и вспомогательного оборудования

№ оп. Наименование операции Оборудование Режущий инструмент Контрольно- измерительный инструмент
005 Заготовительная ГКМ - -
010 Токарная 1) Токарный станок PUMA 400, FANUC

1) Резец 2100-4065 Т15К
2) Сверло ø 26 2317-0008 ГОСТ 10903-77
3) Сверло ø20 2300-6868 ГОСТ 10902-77 1)Штангенциркуль ШЦЦ ГОСТ 166-89
2)Индикаторный нутромер ГОСТ 868-82
015 Фрезерная Универсальный фрезерный станок с ЧПУ MANFORD 1) Фреза 2214-001 ГОСТ 24359-80;
Фреза 2220-007 ГОСТ 17025-71;
Фреза 2250-0106 Р9 ГОСТ 3964-69;
Фреза 2262-0102 ГОСТ 9305-93.
114173090106534
0034
1)Штангенциркуль ШЦЦ ГОСТ 166-89
2)Индикаторный нутромер ГОСТ 868-82
020 Сверлильная 1) Вертикально-сверлильный 2Р135Ф2
1) Сверло 2300-0208 ГОСТ 10902-77
2) Сверло 2301-0087 ГОСТ 10903-77
1) Индикаторный нутромер ГОСТ 868-82
025 Шлифовальная с ЧПУ 1) Внутришлифовальный станок 3к228
2)Тиски призматическими губками и пневматическим зажимом. 1) Шлифовальный круг 20х6 ГОСТ 2424-83
1)Микрометр ГОСТ 6507-90
025 Слесарная Верстак - -
030 Контроль ОТК Контрольный стол ГОСТ 10905-86 - -
3.2 Описание конструкции и расчет станочного приспособления.
Конструкция станочного приспособления для операции 015 фрезерная (установ 4) – специальное приспособление. Применяется для выполнения фрезерных операций.
Деталь «Вилка» базируется в данном приспособлении следующим образом:
6014085213614035
0035

Рисунок 3.2 – Базирование детали в фрезерном приспособлении
Закрепление детали производится при помощи специального приспособления.

Рисунок 3.2.1 – Специальное фрезерное приспособление
3.3 Расчет усилия закрепления заготовки в приспособлении.
Qсум=k*Pz*Rf*R=1,65*71,50,15=762,7HQ=Qсумn=762,73=254,2НQсум≥k*Pхf=1,65*39,230,15=431,5H.Условие выполняется, следовательно, деталь в приспособлении закреплена надежно.
6014085106616536
0036
3.4 Расчет на точность установки заготовки в приспособлении.
При обработке заготовки на операции 015 Фрезерная необходимо обеспечить размеры: паза 32Н12.
При базировании заготовки по наружной поверхности вращения с установкой в призме может возникнуть погрешность установки от смещения оси заготовки в радиальном направлении относительно оси вращения и от смещения заготовки вдоль оси. Однако и в этом случае погрешность установки не повлияет непосредственно на допуск по выдерживаемым диаметральным размерам, так как и обработка, и измерение обрабатываемой поверхности производится относительно оси вращения. 
Погрешность установки в данном случае, при закреплении заготовки в призме, представляет собой смещение в радиальном направлении геометрической оси проектируемой заготовки относительно оси ее вращения при выполняемом переходе. 
Погрешности установки е при закреплении заготовки в призме предварительно обработанной поверхности составляют от 0,1 до 0,25 мм, в зависимости от диаметра закрепляемой заготовки. 
В нашем случае погрешность составляет 0,25 мм.
6015990368617537
0037

Заключение
В результате создания технологического процесса изготовления детали «Вилка», отталкиваясь от объема выпуска изделий, мы определили тип производства, выбор заготовки и метод ее получения. Описали служебное назначение и технические характеристики детали.
Далее был проведен анализ технологичности изделия, в следствии чего мы определили, что данная деталь является технологичной. Мы выбрали, обосновали и графически указали технологические базы. Затем разработали общий план маршрута обработки детали. На стадии разработки технологических операций мы установили рациональную последовательность технологических переходов и рабочих ходов в операции, выбрали станок и инструмент оптимально соответствующие условиям получения детали на чертеже. Произвели расчет операционных припусков и размеров, рассчитали режимы резания и штучное время.
На стадии конструкторской части выбрали и описали технологическое оборудование и средства технологического оснащения. Руководствуясь экономически выгодными показателями, а также удобством и простотой наладки, обслуживания данного оборудования.
6014085345821038
0038

Список используемой литературы
Каштальян И. А., Клезович В. И. Обработка на станках с числовым программным управлением : Справ. пособие. – МН.: Выш.шк., 1989, - 271с.: ил.
Козловский Н. С., Виноградов А. Н. Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения: Учеб. для учащихся техникумов. – М.: Машиностроение, 1982- 284 с.: ил.
Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Мн.: Выш. шк., 1983. – 256с.: ил.
Афонькин М. Г., Магницкая М. В. Производство заготовок в машиностроении. - Л.: Машиностроение, 1987. – 256 с.: ил.
Балабанов А. Н. Краткий справочник технолога машиностроителя. – М.: Издательство стандартов, 1992. – 464 с.
Безопасность производственных процессов: Справ./под ред. С. В. Белова. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с.
Боголюбов С. К. Черчение: Учеб. для средних спец. учеб. заведений. – М.: Машиностроение, 1989. – 336 с.: ил.
Власов А. Ф. Безопасность труда при обработке металлов резанием. – М.: Машиностроение, 1984. – 88 с.: ил.
Антонюк В. Е. Конструктору станочных приспособлений: Справ. – Мн.: Беларусь, 1991.-400 с.: ил.
Горохов В. А. Проектирование и расчет приспособлений: Учеб. пособие для студентов вузов машиностроительных спец. – Мн.: Выш.шк., 1986. – 238 с.: ил.
Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч./Под ред. В. Д. Мягкова. – Л.: Машиностроение, 1978.
Драгун А. П. Режущий инструмент. – Л.: Лениздат, 1986. – 271 с.
6015990142621039
0039
Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС/ И. Л. Фадюшин, Я. А. Музыкант, А. И. Мещеряков и др. – М.: Машиностроение, 1990- 272с.: ил.
Козьяков А. Ф., Морозова Л. Л. Охрана труда в машиностроении: Учеб. для учащихся средних спец. учеб. заведений. – М.: Машиностроение, 1990. – 256 с.: ил.
Медовой И. А., Уманский Я. Г., Журавлев Н. М. Исполнительные размеры калибров: Справ. В 2-х кн. – М.: Машиностроение, 1980.
Нефедов Н. А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. – М.: Высш. шк.., 1986. – 239 с.: ил.
Нефедов Н. А., Осипов К. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. – М.: Машиностроение, 1977. – 288 с.: ил.
Обработка металлов резанием: Справ. технолога / А. А. Папов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А. А. Папова.
Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 2. – М,: Машиностроение, 1974. – 200 с.
60160983407782400
00400