Совершенствование технологического процесса обработки корпусной детали высокой сложности «Корпус» с элементами исследования средств технологического обеспечения операций в условиях автоматизированного производства
АННОТАЦИЯ К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ 7
ВВЕДЕНИЕ 9
Глава 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1 Описание объекта работы 11
1.1 Служебное назначение и описание конструкции детали 11
1.2 Оценка технологичности конструкции 12
1.3 Твердотельная модель детали 13
1.4 Характеристика материала детали 15
1.5 Определение типа производства 16
2 Проектирование заготовки 20
2.1 Выбор вида заготовки и метода ее получения 20
2.2 Определение точности отливки 20
2.3 Нумерация поверхностей детали 23
2.4 Допуски для отливки 25
2.5 Припуски на обработку отливки 25
2.6 Размеры отливки 28
3 Синтез технологии изготовления детали 31
3.1 Определение этапов и методов обработки поверхностей 31
3.2 Формирование операций и операционных эскизов 33
3.4 Обоснование выбора оборудования 39
3.5 Обоснование выбора схем базирования 42
4 Определение припусков и диаметральных размеров 46
5 Размерный анализ технологического процесса 51
5.1 Размерный анализ оси Х 51
5.2 Размерный анализ оси Y 61
5.3 Размерный анализ оси Z 70
6 Определение режимов резания при механической обработке 80
6.1 Выбор режимов резания для операции 010 Фрезерной с ЧПУ 80
6.2 Выбор режимов резания для операции 015 Фрезерной с ЧПУ 86
6.3 Выбор режимов резания для операции 020 Вертикально-фрезерной . 100
7 Определение технической нормы времени 102
Глава 2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 109
1 Разработка механизированного установочно-зажимного приспособления 110
1.1 Схема базирования и закрепления 110
1.2 Расчет на точность обеспечения конструкторских размеров 113
1.3 Силовой расчет приспособления 118
1.4 Расчет параметров механизированного привода 129
2 Проектирование контрольно-измерительного приспособления 131
2.1 Анализ выбранной схемы установки 131
2.2 Проверка обеспечения точности измерения 133
2.2.2 Определение погрешности, свойственной выбранной схеме
измерения и возникающая от несовершенства метода измерения и взаимодействия СИ с объектом 136
2.2.3 Определение погрешности установки контролируемой детали в
приспособлении 136
2.2.4 Определение погрешности настройки контрольно-измерительного
приспособления по эталону или установочным мерам 137
2.2.6 Определение погрешности измерительно прибора 137
2.2.7 Определение субъективной погрешности 138
2.2.8 Определение специфической погрешности 138
2.2.9 Определение погрешности от температурных деформаций 139
2.2.10 Определение суммарной погрешности измерения 139
2.2.11 Определение допустимости использования спроектированного
контрольно-измерительного приспособления 140
Глава 3 НАУЧНО-ИССЛЕДОВТАЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 142
1 Оптимизация режимов резания при фрезеровании с использованием
инструмента отечественного производителя 143
2 Оптимизация режимов резания для обработки поверхности фрезами
различных диаметров 150
2.1 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D= 40 мм 150
2.2 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D= 50 мм 152
2.3 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D= 80 мм 154
2.4 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D= 100 мм 156
3 Результаты расчетов основного времени при оптимизированных режимах
резания с использованием инструмента отечественного производителя 158
4 Оптимизация режимов резания при фрезеровании с использованием
инструмента зарубежного производителя 159
4.1 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D= 40 мм 166
4.2 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D= 50 мм 169
4.3 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D = 63 мм 171
4.4 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D= 80 мм 173
4.5 Расчет оптимальных режимов резания при диаметре фрезы D = 100 мм 174
5 Результаты расчетов основного времени при оптимизированных режимах
резания с использованием инструмента зарубежного производителя 177
6 Изменение стойкости инструмента для отечественного и зарубежного
инструмента 182
7 Определение количества обрабатываемых деталей фрезами разных
производителей 187
8 Определение и сравнение стоимости инструментов двух производителей
при изготовлении заданной партии деталей 190
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 195
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 197
Приложение А Комплект документов на технологический процесс . 199
Приложение Б Спецификации к конструкторской документации 226
На сегодняшний день механическая обработка различными видами режущего инструмента является основным способом получения деталей высокой точности и качества из практически любого материала.
В современных условиях с использованием автоматизированного процесса производства появляется необходимость в совершенствовании имеющихся технологических процессов на изготовление различных типов деталей. На смену универсального оборудования приходят станки и обрабатывающие центры с числовым программным управлением, позволяющие проводить практически весь комплекс механической обработки на одном станке. Такое оборудование отличается высокой производительностью, повышенной точностью, повышенной точностью, высокой концентрацией обработки, а также снижением участия человека в процессе работы.
Целью данной выпускной работы является совершенствование имеющейся технологии изготовления корпусной детали высокой сложности с применением современного технологического оборудования с ЧПУ, зарубежного режущего инструмента и технологий по высокоскоростной механической обработке.
Кроме того, работа содержит в себе проектирование установочно-зажимного и контрольно-измерительного приспособлений, исследовательскую работу в части определения оптимальных режимов резания при фрезеровании алюминиевого сплава с использованием инструмента отечественного и зарубежного производителей.
При выполнении выпускной работы был усовершенствован технологический процесс механической обработки для корпусной детали высокой сложности «Корпус» в условиях серийного производства с использованием технологического оборудования с числовым программным управлением.
Из-за сложной конфигурации детали в качестве заготовки выбрана отливка с использованием песчано-глинистых форм. Определены номинальные припуски, допуски и номинальные размеры исходной заготовки.
На основании планов обработки поверхностей детали разработан стартовый технологический процесс и выполнены иллюстрации маршрута обработки. Подобрано подходящее оборудование и технологическое оснащение.
Определены припуски и номинальные диаметральные размеры с допусками на каждый технологический переход.
Проведен размерный анализ по трем осям, позволяющий определить все технологические размеры с использованием двух способов: отклонений и предельных значений.
Для каждой операции назначены режимы резания и определены технические нормы времени. На основании полученных данных сформирован комплект документов на технологический процесс механической обработки детали типа «Корпус».
Для операции 020 Вертикально-фрезерной и операции 025 спроектированы установочно-зажимное и контрольно-измерительное приспособления. Произведен точностной и силовой расчеты. Выполнен расчет привода для установочно-зажимного приспособления. Оформлен комплект рабочей конструкторской документации и составлены спецификации с соответствующими элементами.
Предложенная структура технологического процесса позволяет достичь параметров, которые соответствуют рабочему чертежу детали.
В научно-исследовательской части данной работы проведена оптимизация режимов резания в виде частоты вращения шпинделя и рабочей подачи для фрезерования плоской поверхности литой корпусной детали из алюминиевого сплава АЛ9 с применением способа линейного программирования.
При механической обработке детали «Корпус» рассмотрены торцовые насадные фрезы из быстрорежущей стали различного диаметра и количества зубьев отечественного и зарубежного производителей. Для каждого инструмента графическим методом найдены оптимальные режимы резания и дальнейшее основное время на обработку.
Расчетным путем определены стойкости каждой фрезы. На основании этого выявлено число деталей, которые сможет обработать один режущий инструмент при полученных значениях стойкости и основного времени при оптимальных режимах резания.
С точки зрения экономической оценки было проведено сравнение затрат, связанных со стоимостью инструмента двух производителей, при изготовлении одной детали и партии запуска при среднесерийном производстве.
Таким образом, для фрезерования основания алюминиевой детали «Корпус» была выбрана торцовая насадная фреза 2210-0071 ГОСТ 9304-69 из быстрорежущей стали диаметром D = 63 мм с мелким зубом z = 14, которая оказалась практически оптимальна по всем критериям оптимизации.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
