Разработка технологического маршрута изготовления детали «трубная решётка» в количестве 2 штук

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «ТГТУ»

Кафедра «Техника и технологии производства нанопродуктов»

УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой ТТПН А.Г. Ткачёв

«____» ____________ 2013 г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе по Технологии машиностроения

на тему: Разработка технологического маршрута изготовления детали «трубная рещётка» в количестве 2 штук Автор работы Ягубов В. С. Группа БТМ-41

Руководитель работы И. Н. Шубин Члены комиссии И. Н. Шубин Нормоконтролер И. Н. Шубин Тамбов 2013 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГБОУ ВПО «ТГТУ»

Кафедра «Техника и технологии производства нанопродуктов»

УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой ТТПН А.Г. Ткачёв

«____» ____________ 2013 г.

ЗАДАНИЕ на курсовую работу Студент Ягубов В. С. код 150 400 группа БТМ-41

1 Тема: Разработка технологического маршрута изготовления детали

«трубная рещётка» в количестве 2 штук

2 Срок представления работы к защите

«____» ____________ 2013 г.

3 Исходные данные для проектирования эскиз трубной рещётки, материал — сталь 09Г2С, количество деталей в партии 2 шт.

4 Перечень разделов пояснительной записки

4.1 Введение

4.2 Анализ технологических условий на изготовление деталей.

4.3 Анализ технологичности детали.

4.4 Выбор типа производства.

4.5 Выбор вида заготовки и способы её получения.

4.6 Выбор технологических баз.

4.7 Расчёт припусков

4.8 Обработка отдельных поверхностей детали.

4.9 Выбор оборудования, инструментов и приспособлений.

4.10 Расчёт норм времени

4.11 Заключение

4.12 Список использованных источников

4.13 Приложения

5 Перечень графического материала:

чертеж трубной рещётки; маршрутно-операционная карта технологического процесса изготовления трубной рещётки Руководитель работы И. Н. Шубин Задание принял к исполнению Ягубов В.С.

СОДЕРЖАНИЕ Введение

1. Анализ технологических условий на изготовление деталей.

2. Анализ технологичности детали.

3. Выбор типа производства.

4. Выбор вида заготовки и способы её получения.

5. Выбор технологических баз.

6. Расчёт припусков.

7. Обработка отдельных поверхностей детали.

8. Выбор оборудования, инструментов и приспособлений.

10. Расчёт норм времени Заключение Список использованных источников

Введение

Технология машиностроения рассматривает методы разработки и построения рациональных технологических процессов, выбор способа получения заготовки, подбор технологического оборудования, инструмента и приспособлений, назначение режимов резания и установление технически обоснованных норм времени на изготовление деталей и сборку.

В курсовой работе рассматривается технология изготовления бобышки пробоотборника. Для разработки данной технологии необходимо в соответствии с рабочим чертежом детали реализовать эффективные технологические приемы, обеспечивающие рациональные методы обработки, минимизацию потерь металла и времени выполнения операций.

1. Анализ технологических условий на изготовление детали Изготавливаемая детальтрубная решёткапредставляет собой круглую металлическую плиту диаметром 1680 мм и толщиной 120 мм. Данная плита имеет 1833 сквозных отверстия диаметром 25 мм, которые расположены по вершинам правильного шестиугольника со стороной 32 мм; в отверстиях имеется две фаски 2×45 и две канавки шириной 3 мм и глубиной 0.5 мм. Для слива конденсата имеется Г-образное отверстие, диаметр горизонтальной и вертикальной составляющих которой равен 10 мм. На вертикальной составляющей данного отверстия нарезана метрическая резьба с диаметром 12 мм и глубиной 19 мм для пробки. На нижней части трубной решётки выступает кольцо, предназначенное для сваривания с основной обечайкой в процессе сборки аппарата.

2. Анализ технологичности детали деталь заготовка припуск поверхность Деталь является достаточно технологичной, так как она имеет рациональную форму с легкодоступными для обработки поверхностями, точность которых установлена по 14-му квалитету. Это позволяет применять оборудование нормальной точности и невысокой степени специализации.

Заданная точность и шероховатость поверхностей достигается с помощью механической обработки на металлорежущем оборудовании.

Механические свойства при Т=20 °С материала 09Г2С

Химический состав в % материала 09Г2С

Технологические свойства материала 09Г2С Свариваемость: без ограничений Флокеночувствительность: не чувствительна Склонность к отпускной хрупкости: не склонна

3. Выбор типа производства Тип производства — организационно-технологическая характеристика производственного процесса, которая во многом определяет результаты проектирования процесса изготовления детали.

С приемлемой точностью тип производства можно установить исходя из годового выпуска деталей и их массы.

По данным [1, табл. 1] для детали с массой 1416 кг и выпуском изделий 2 штук тип производства — единичный.

4. Выбор вида заготовки и способы её получения При выборе заготовки необходимо учитывать назначение и конструкцию детали, материал, технические требования, масштаб и серийность выпуска, а также экономичность изготовления. Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, т.к. между ними существует тесная взаимосвязь.

Исходя из технико-экономических показателей детали — трубной решётки — выбираем в качестве заготовки листовой прокат — .

5. Выбор технологических баз Для детали «трубная решётка» при обработке на токарном, сверлильном и станках в качестве опорных базовых поверхностей целесообразно использовать поверхности с наибольшими площадями, для закрепления использовать обод заготовки.

Для установки и закрепления детали на токарном и сверлильном станках можно использовать трехкулачковый патрон.

Закрепление детали при сверлении можно организовать с использованием призматических опор, например, в машинных тисках с призматическими губками.

6. Расчет припусков Припуск — слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданной точности и качества обрабатываемой поверхности детали.

Наибольшие требования по точности размера и качеству поверхности предъявляются к отверстиям, предназначенным для развальцовки труб в трубной решётке, в частности необходимо обеспечить параметры отверстий ?25H10(+0,084) и Ra=12,5 мкм.

Маршрут обработки цилиндрического сквозного отверстия состоит из операций сверления, растачивания (рис. 2.).

Рисунок 2 — Маршрут обработки конического отверстия Данные для расчета припуска на обработку отверстия??? H10(+0,084) сведены в табл. 1.

Таблица 1

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия 25H10(+0,084). При сверлении спиральными сверлами качество поверхности Rz=40 мкм, глубина дефектного слоя T=60 мкм [2, табл. 4.6].

При сверлении отверстия пространственное отклонение:

где С0=25 мкм — смещение оси отверстия, к=0,9 мкм/мм — удельный увод при d=18.30 мм [2, табл. 4.9],

l=120 мм — глубина сверления.

=110 мкм.

Остаточные пространственные отклонения на обработанных поверхностях:

сост.=kyс, где kyкоэффициент уточнения формы [2, cтр.73];

ky=0,06 — после сверления;

ky =0,04- после зенкерования.

После сверления: сост.1=0,0689,1=5,35 мкм После зенкерования: сост.2=0,0489,1=3,56 мкм Погрешность установки при поковке:

еy= 514 мкм ез=500 мкм. 2, табл. 4.10]

еб=120 мкм. 2, табл. 4.11]

Остаточная погрешность установки при сверлении:

е1=к1еy=0,6 514=30,84 мкм, Остаточная погрешность установки при зенкеровании:

е2=к2еy=0,4 514=20,56 мкм, На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:

2zmin=2(Rzi-1+Ti-1+сi-1+еi)

Минимальный припуск под сверление:

2zmin=2(40+60+6,6+30,84) = 274,88 мкм Минимальный припуск под зенкерование:

2zmin=2(30+40+4,4+20,56) = 189,92мкм Расчётный минимальный размер заготовки определяется по формуле:

Зенкерование: dpi = dmin= 25 мм Сверление: dpi= 25 + 0,18 992 = 25,18 992 мм Заготовка: dpi= 25,18 992+ 0,27 488 = 25,4648 мм.

Допуски на промежуточные размеры определяются по таблице в соответствии с квалитетом обрабатываемой поверхности [1, прил.2].

Заготовка: JT16 = 1300 мкм = 1,3 мм Сверление: JT12 = 210 мкм = 0,21 мм Зенкерование: JT10 = 84 мкм = 0,084 мм Наименьшие размеры заготовки по переходам находим, округляя их увеличением расчетных размеров (округляем до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода).

Заготовка: dmin = 25,4648 мм Сверление: dmin = 25,18 992 мм Зенкерование: dmin= 25 мм.

Наибольшие предельные размеры определяем прибавлением допуска к округлённому наименьшему предельному размеру.

Заготовка: dmax = 25,4648 + 1,3 = 26,7648 мм Сверление: dmax = 25,18 992 + 0,21 = 25,39 992 мм Зенкерование: dmax = 25 + 0,084 = 25,084 мм.

Предельные значения припусков рассчитываем как разность наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

Зенкерование: Zmax = 25,39 992 — 25,084 = 0,31 592 мм = 315,92 мкм Сверление: Zmax = 26,7648 -25,39 992 = 1,3656 мм = 1365,6 мкм Предельные значения припусков как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

Зенкерование: Zmin= 25,18 992 — 25 = 0,18 992 мм = 189,92 мкм.

Сверление: Zmin= 25,4648 — 25,18 992 = 0,27 488 мм = 274,88 мкм.

Проверка:

(1365,6 + 315,92) — (274,88 + 189,92) = 1300−84

1681,52 — 464,8 = 1300 — 84

1216,72 = 1216

Схема расположения припусков показана на рис. 3.

Рисунок 3 — Схема расположения припусков и допусков для ?25H10(+0,084)

7. Обработка отдельных поверхностей детали Предлагаемый маршрут обработки бобышки пробоотборника (приложение 1) включает следующие операции: заготовительную, токарную, разметочную, сверлильную и контрольную.

Заготовительная операция обеспечивает получение заготовки из листового проката методом формирования поверхности 2 отрезанием:

листовой прокат деталь с L по JT14

отрезание.

Заданный габаритный размер по ширине обеспечивается обработкой поверхности 2 по схеме:

заготовка JT14 деталь с L по JT14, Ra=12,5 мкм

Ra=12,5 черновое точение.

Параметры поверхностей 1 и 13 обеспечиваются обработкой по схеме:

заготовка с Dнар по JT14 деталь с L и D по JT14, Ra=12,5 мкм

Ra=12,5 черновое точение.

Параметры поверхности 1 обеспечиваются обработку по схеме:

заготовка JT14 деталь JT14, Ra=12,5 мкм

Ra=12,5 черновое точение.

Получение галтелей на поверхностях 8 и 7 предусматривает обработку по схеме:

заготовка JT14 деталь с R по JT14, Ra=12,5 мкм

Ra=12,5 черновое точение.

Обработка отверстия для слива конденсата (поверхность 2) предусматривает выполнение обработки по схеме:

заготовка (монолит) деталь с М12, Ra=12,5 мкм и глубинами по JT14

JT 14 1. сверлить;

Ra=12,5 2. зенковать отверстие под головку болта;

3. зенковать фаску;

3. нарезать резьбу.

Обработка отверстия для слива конденсата (поверхность 1) предусматривает выполнение обработки по схеме:

заготовка (монолит) деталь JT14, Ra=12,5 мкм.

JT 14 1. сверлить;

Ra=12,5

Получение сквозных отверстий 16 и 15 предусматривает выполнение обработки по схеме:

заготовка (монолит) деталь JT14, Ra=12,5 мкм.

JT 14 1. сверлить;

Ra=12,5

Маршрут обработки отверстия для крепления труб в трубной решётке (поверхность 1), разработан ранее см. рис. 2.

В приложении 2 представлена маршрутно-операционная карта, показывающая предусмотренные технологические операции с необходимыми установами и переходами для обеспечения размеров и качества рассмотренных поверхностей.

8. Выбор оборудования, приспособлений и инструментов Для обработки заготовки применяется ряд металлорежущих станков, обеспечивающих заданную точность и шероховатость поверхностей.

Машина плазменной резки портального типа «Комета М-Пл»

Габариты разрезаемого листа:

— ширина 2000 мм.

— длина 3500 мм.

Размер колеи рельсового пути- 3300 мм.

Минимальный размер между резаками при сдвинутых суппортах- 195 мм.

Диапазон толщин, разрезаемых одним плазменным резаком-100мм.

Наибольшая скорость перемещения резака- 12 000 мм/мин.

Число суппортов для фигурного раскроя- 2

Стабилизация расстояния между резаком и листом при фигурной резке автоматическая.

2. Токарно каруельный вертикальный станок 1Л532

Диаметр планшайбы 2800 мм.

Наибольшая масса детали 6800 кг.

Наибольшая высота обрабатываемой детали1600 мм.

Наибольший диаметр обрабатываемой детали 3200 мм.

Пределы частоты вращения планшайбы1,25 … 63 мин-1.

Мощность электропривода подачи шпинделя 45 кВт.

Габариты станка: — длина 5490 мм.

— ширина 6540 мм.

— высота 5100 мм.

Вес станка 43 000 кг.

3. Радиально-сверлильный станок 2А554

Максимальный диаметр сверления в стали 50 мм.

Максимальный диаметр сверления в чугуне 63 мм.

Крутящий момент шпинделя 710 Н? м.

Осевое усилие на шпинделе 20 000 Н.

Мощность главного двигателя 5,5 кВт.

Осевое перемещение шпинделя 400 мм.

Перемещение головки по рукаву 1225 мм.

Перемещение рукава по колонне 750 мм.

Вращение рукава вокруг колонны 360о.

Частота вращения шпинделя 18 — 2000 об/мин.

Количество частот вращения шпинделя 24.

Подачи шпинделя 0,045 — 5,0 мм/об.

Количество подач шпинделя 24.

Габаритные размеры:

— длина 2665 мм;

— ширина 1030 мм;

— высота 3430 мм.

Масса 4700 кг.

Для установки и закрепления заготовки и детали при обработке на металлорежущем оборудовании, в соответствии с рекомендациями можно использовать:

— шаблон, тиски станочные самоцентрирующие с призматическими губками (Тиски 7200−0253 ГОСТ 21 168–75) для установки на отрезном и сверлильном станках;

— План-шайба (7100−0010 ГОСТ 2675–80) для установки детали на токарно-карусельном станке.

По рекомендациям и размерам изделия для изготовления трубной рещётки можно применить следующий режущий инструмент:

— сверло спиральное (Сверло 2301−0449 ГОСТ 2092;77), резец подрезной торцовый (Резец 2112−0031 Т15К6 ГОСТ 2379–77), резец проходной упорный (Резец 2103−0017 Т15К6 ГОСТ 18 879–73), резец прямой проходной (Резец 2100−0401 Т15К6 ГОСТ 18 878–73), резец фасонный (Резец 2136−0717 Т15К6 ГОСТ 18 875–73) для обработки детали на токарно-карусельном станке;

— чертилка (Чертилка 7840−1018 Х9 ГОСТ 24 473–80) и кернер (Кернер 7843−0039 ГОСТ 7213–72) для нанесения контура и положения отверстий на разметочной операции;

— сверло спиральное (Сверло 2300−5587 ГОСТ 4010–77), цилиндрическая зенковка (Зенковка 2353−0133 ГОСТ 14 953–80) зенковка коническая (Зенковка 2353−0133 ГОСТ 14 953–80), метчик (Метчик 2621−1433 ГОСТ 3266–81) для обработки отверстий на сверлильном станке;

Контроль размеров и качества поверхностей детали осуществляется с использованием универсального измерительного инструмента:

— штангенциркуль ШЦ-II-125 ГОСТ 166–80,

— штангенциркуль ШЦ-I-125 ГОСТ 166–80,

— линейка — 300 ГОСТ 427–75,

— калибры для метрической резьбы ГОСТ 24 997–81,

— набор образцов шероховатости ГОСТ 9378–93.

9. Расчет норм времени Операция 005 — Заготовительная Переход 1

где норма времени на выполнение операций основное технологическое время вспомогательное время время технологического обслуживания

tв= 5% to

tоп = to + tв

tT = tорг= 6% tоп

tп= 5% tоп

l = 5306,6 мм

Sм = 5 мм/с

to =

tв= 0,51 061,32 = 53 с

tоп= 1061+53 = 1114 c = 18,56 мин

tT= tорг = 0,06*1114 = 66,84c

tп = 0,51 114 = 55,7c

tш = 1061,32+53+66,84+66,84+55,7=1303,7c = 21,73 мин Операция 010 — Токарная Переход 1 (пов. 1, пов.13)

tв= 5% to

tоп = to + tв

l = 50 мм

Sм = 0,7 мм/с

to =

tв= 0,0571,4 = 3,6 сек.

tоп= 71,4+3,6 = 75 сек.

to =

tв= 0,0564,3 = 3 сек.

tоп= 64,3+3 = 67,3 сек.

Переход 2(пов. 2)

to =

tв= 0,0564,3 = 3 сек.

tоп= 64,3+3 = 67,3 сек.

Переход 3 (пов. 7)

to =

tв= 0,0557 = 2,9 сек.

tоп= 57+2,9 = 60 сек.

Переход 4 (пов. 2)

to =

tв= 0,51 000 = 50 сек.

tоп= 1000+50 = 1050 сек.

Переход 5 (пов. 1)

to =

tв= 0,5 114 = 5,7 сек.

tоп= 114+5,7 = 120 сек.

Переход 6 (пов. 8)

to =

tв= 0,0557 = 2,9 сек.

tоп= 57+2,9 = 60 сек.

Основное время токарной операции

tT = tорг= 6% tоп

tп= 5% tоп

?tоп = 75+67,3+67,3+1050+60+120+67,3 = 1507 сек.

tT = tорг= 0,61 507 = 90,4 сек.

tп= 0,51 507 = 75 сек.

tш = 1507+90,4+90,4+75= 1763 сек.= 29,4 мин Операция 015 — Разметочная.

Переход 1(пов.14)

Для разметки отверстий по шаблону назначаем: to =

Переход 2(пов. 1)

to =

Переход 3(пов. 1)

to =

Переход 4(обод крышки)

to =

Переход 5(пов.3)

to =

Основное время токарной операции

= 152+2+0,2+7+0,08+0,08 = 161 мин.

Штучное время выполнения токарной операции

tш = 1,244to = 1,244 161 200 мин.

Контрольное время на токарной операции

tк = 0,2 161=3 мин.

Операция 025 — Сверлильная

tв= 5% to

tоп = to + tв

tT = tорг= 6% tоп

tп= 5% tоп Переход 1.

l = 100 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 1 001 833/0,7 = 261 857 cек.

tв= 0,5 261 857= 13 093 сек.

tоп= 261 857+13093= 274 950 cек. = 4853 мин Переход 2.

l = 100 мм

Sм = 0,8 мм/с

to = 1 001 833/0,8 = 229 125 c

tв= 0,5 229 125 = 11 456 с

tоп= 229 125 +11 456 = 240 581 c = 4010 мин Переход 3.

l = 2 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 21 833/0,7 = 5237 c

tв= 0,55 237 = 261,85 с

tоп= 5237 +261,85= 5499 c = 92 мин Переход 4.

l = 150 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 1501/0,7 = 214 c

tв= 0,5 214 = 11 с

tоп= 214+11 = 225 c = 4 мин Переход 5.

l = 5 мм

Sм = 0,3 мм/с

to = 51/0,3 = 17 c

tв= 0,0517 = 0,85 с

tоп= 17+0,85 = 17,85 c = 0,3 мин Переход 6.

l = 1 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 11/0,7 = 1,4 c

tв= 0,05*1,4 = 0,15 с

tоп= 1,4+0,15 = 1,55 c = 0,03 мин Переход 7.

i = 3

l = 19 мм

Sм = 0,03 мм/с

to = 191/0,03 = 633 c

tв= 0,5 633 = 31,65с

tоп= 633+31,65 = 665c=11мин Переход 8.

l = 2 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 2*1833/0,7 = 229 125 c

tв= 0,05*229 125 = 11 456 с

tоп= 229 125+1456 = 4009 мин Переход 9.

l = 6 мм

Sм = 0,5 мм/с

to = 6*1833/0,5 = 21 996 c

tв= 0,05*21 996= 1100 с

tоп= 21 996+1100 = 23 096 сек.=385 мин Переход 10.

l = 40 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 40*1/0,7 = 57 c

tв= 0,05*57= 2,86 с

tоп= 57+2,86 = 60 сек.=1 мин Переход 11.

l = 90 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 90*66/0,7 = 8486 c

tв= 0,05*8486= 424 с

tоп= 8486+424 = 8910 сек.=149 мин Переход 12.

l = 100 мм

Sм = 0,7 мм/с

to = 100*20/0,7 = 2857 c

tв= 0,05*2857= 143 с

tоп= 2857+143 = 3000 сек.=50 мин Основное время сверления

?tоп = 4364+ 3818+ 87,28 + 3,6 + 0,28 + 0,02 + 10,5 + 3818 + 367+0,95+7+48 = 12 524 мин

tT = tорг= 0,06*12 524 = 751,44 мин

tп= 0,05*12 524 = 626,2 мин

tш = 12 524+751,44+751,44+626,2 = 14 653 мин

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы предложена технология изготовления бобышки пробоотборника. Обоснованы тип производства, метод получения заготовки и схемы базирования. Рассчитаны припуски на обработку и нормы времени. Подобрано оборудование, приспособления и инструмент, обеспечивающие получение заданных размеров детали.

Список использованных источников

1. Проектирование технологического процесса изготовления типовых деталей: метод. указания / Авт.-сост. А. Г. Ткачев, И. Н. Шубин. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004, 32 с.

2. Горбацевич, А. Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие для вузов / А. Ф. Горбацевич, В. А. Шкред. — М.: ООО ИД «Альянс», 2007, 192 с.

3. Ткачев, А. Г. Проектирование технологического процесса изготовления деталей машин: метод. указания / А. Г. Ткачев. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004, 32 с.

4. Обработка металлов резанием: справочник технолога / А. А. Панов, В. В. Аникин, Н. Г. Бойм и др.; под общ. ред. А. А. Панова. — М.: Машиностроение, 1998, 784 с.

5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — 4-е изд. — М.: Машиностроение, 1986, 656 с.

6. Ткачев, А. Г. Технология машиностроения: курс лекций / А. Г. Ткачев, И. Н Шубин. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009, 26 с.