Базовый технологический процесс изготовления детали «шестерня коронная» разработан для массового и крупносерийного производства в условиях командной экономики. Для изготовления деталей используются универсальные станки и восьмишпиндельные полуавтоматы.
В СССР машиностроение, поставляющее новую технику всем отраслям народного хозяйства, определяло технический прогресс страны и оказывало решающее влияние на создание материальной базы общества. В связи с этим его развитию всегда придавалось первостепенное значение. Промышленность процветала, производство деталей машин в основном являлось массовым и крупносерийным.
Массовое производство характеризуется ограниченной номенклатурой одного или нескольких типоразмеров одноимённых изделий, изготовляемой в больших количествах. Массовое производство может быть организовано как в рамках отдельных цехов, их участков, так и предприятия в целом. Массовое производство, как правило, обеспечивает рост производительности труда благодаря применению специального оборудования и оснастки и сведения к минимуму подготовительно-заключительного времени на операции, снижение себестоимости и повышение рентабельности. Квалификация рабочих при узкой специализации должна быть высокой. Технологические операции синхронизируются, и движение предметов труда по рабочим местам происходит непрерывно, часто с применением механизированных транспортных средств (конвейеров). Это обеспечивает минимальную продолжительность производственного цикла и максимальную скорость оборота. Различные изделия выпускаются одновременно и непрерывно.
В настоящее время детали машин в основном производятся в условиях среднесерийного производства, промышленность по сравнению с XX веком функционирует менее производительно, снижен спрос на производство деталей и изделий из этих деталей в больших объемах.
Среднесерийное производство характеризуется изготовлением деталей периодически повторяющимися партиями. На рабочих местах выполняется по несколько определенных периодически повторяющихся операций. Применяются универсальные специализированные станки и станки с ЧПУ. Оборудование устанавливается только по технологическому процессу. Соблюдается принцип взаимозаменяемости деталей. Рабочие имеют среднюю квалификацию.
Современный уровень развития металлообработки, которая характеризуется широким внедрением конструктивных и инструментальных материалов, высокопродуктивного оборудования и адаптивных систем управления, выдвигает принципиально новые требования к проектированию технологических процессов. Все чаще производится высокоскоростная обработка, для которой требуются новые инструментальные материалы, обеспечивающие требуемые точность, шероховатость обрабатываемых поверхностей, применение нового оборудования и приспособлений. Увеличение скоростей резания значительно повышает производительность. Таким образом, базовый техпроцесс не достаточно эффективен, требуется его оптимизация – уменьшение припусков, изменение режимов резания, замена инструмента.
Цель данной работы – повышение эффективности технологического процесса за счет повышения производительности, точности и качества обработки деталей.
Задачи:
а) проанализировать объект производства, а именно технологичность конструкции, назначение, рабочий чертеж детали;
б) проанализировать технологический процесс, внести изменения по назначению припусков, режимов резания;
в) выбрать оптимальный инструментальный материал для финишной обработки детали «шестерня коронная»;
г) снизить погрешности обработки и шероховатость поверхности за счет уменьшения припусков и замены инструментального материала.

Содержание

Раздел 1 Анализ объекта производства________________________________7
1.1 Анализ технологичности конструкции объекта производства_____7
1.2 Роль шестерни коронной в устройстве трактора ДТ-75__________14
1.3 Анализ рабочего чертежа детали____________________________15
1.4 Анализ переменной части технологического кода______________17
Раздел 2 Анализ техпроцесса_______________________________________20
2.1 Выбор метода получения заготовки__________________________20
2.2 Анализ базирования_______________________________________23
2.3 Расчет припусков_________________________________________25
2.4 Расчет режимов резания___________________________________29
2.5 Расчет сил резания________________________________________32
2.6 Расчет норм времени______________________________________35
Раздел 3 Анализ погрешностей______________________________________41
3.1 Расчет погрешностей по проекту____________________________41
3.2 Расчет погрешностей по базовому техпроцессу________________48
3.3 Анализ шероховатости поверхности_________________________49
Раздел 4 Выбор инструментального материала для финишной
обработки_______________________________________________________53
Заключение______________________________________________________68
Список использованной литературы_________________________________71

При рассмотрении базового техпроцесса был установлен ряд недостатков:
а) Заготовка получена методом штамповки, что экономически не выгодно. Применение в качестве заготовки сортового проката позволит снизить себестоимость производства детали.
б) Припуски на обработку поверхностей назначены не рационально. Уменьшение припусков снизит экономические затраты и повысит точность обработки.
в) Применены не оптимальные режимы резания. Увеличение скорости резания и снижение подачи обеспечит рост производительности и улучшит качество обработки.
г) Нормы времени по базовому техпроцессу за счет перечисленных выше недостатков обработки превышают нормы по проектируемому техпроцессу. Снижение временных затрат на изготовление деталей увеличит производительность и снизит себестоимость.
Суммарная погрешность токарной обработки по базовому технологическому процессу значительно выше, чем по скорректированному и превышает величину допуска на размер. Альтернативный техпроцесс обеспечивает заданную точность поверхностей и может быть применен на производстве.
Согласно предложенному варианту следует:
а) переназначить припуски на обработку, оптимально снизив их величину;
б) применить на чистовой операции более износостойкий материал резца Т30К4, а на тонком точении – кермет НС20М, позволяющие повысить точность обработки.
Основанием для предложенных изменений является то, что наибольшее влияние на суммарную погрешность при черновой обработке оказывают упругие деформации системы, уменьшить величину которых, можно приняв меньшую величину припусков. При чистовой обработке большое влияние на точность оказывает относительный размерный износ режущего инструмента – у кермета НС20М он значительно меньше, чем у Т30К4, что позволяет провести финишную обработку с допустимыми отклонениями размеров по СТ СЭВ 144-75.
Тонкое точение – это финишная обработка детали, которая позволяет увеличить точность и качество поверхности при правильном проведении данной технологической операции. Это особо ответственная операция, для которой необходимо предусмотреть все условия влияющие на ее протекание. При высоких скоростях резания (500 м/мин и выше) применяемый по базовому технологическому процессу резец Т30К4 не позволяет производить обработку поверхностей надлежащего качества, так как при высоких скоростях резания температура достигает и резец подвергается тепловым деформациям. Теплоемкость твердого сплава позволяет применять его при температурах до . А также сплав Т30К4 недостаточно износостойкий и прочный.
В настоящее время на мировом рынке для тонкого точения закаленных сталей предлагается широкий выбор инструментальных материалов: сверхтвердые материалы на основе кубического нитрида бора, такие как композит 01 (Эльбор Р), «черная» минералокерамика ВОК-60, керметы (наиболее известный представитель – НС20М) и различные инновационные износостойкие покрытия для твердых сплавов. Каждый из этих материалов имеет свои преимущества и недостатки и ограничения по области применения. Проанализировав характеристики, режущие способности данных материалов, делаем заключение, что наиболее оптимальным материалом для операции тонкого точения наиболее ответственных поверхностей детали «шестерня коронная», обработанных закалкой ТВЧ, является кермет НС20М. Резец с режущей пластиной из кермета позволит вести обработку при скоростях резания около 500 м/с, не подвергаясь термическим деформациям, так как теплостойкость его выше теплостойкости твердого сплава и позволяет применение при высоких температурах. Резцы из кермета примерно в 2 раза лучше твердого сплава по прочности и износостойкости, следовательно, снижается вероятность поломки резца во время проведения обработки, что приведет к браку детали, и сокращается время на замену инструмента.

1 Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 1/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с.
2 Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 2/ под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с.
3 Анализ технологической документации машиностроительного производства: учеб. пособие/ Н. А. Чернышев [и др.]; ВолгГТУ. – Волгоград: РПК «Политехник», 2000. – 96 с.
4 Курсовое проектирование по технологии машиностроения/ под ред. А. Ф. Горбацевича. – М.: Высшая школа, 1975. – 290 с.
5 Допуски и посадки: справочник. В 2 т. Т. 1/ В. Д. Мягков [и др.].– 6-е изд. – Л.: Машиностроение, 1982. – 543 с.
6 Худобин, Л. В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие для машиностроительных специальностей вузов/ Л. В. Худобин, В. Ф. Гурьянихин, В. Р. Берзин. – М.: Машиностроение, 1986. – 288 с.
7 Техническое нормирование: метод. указания/ ВолгГТУ. – Волгоград: РПК «Политехник», 1993. – 34 с.
8 Графический анализ объекта производства и принятых технологических решений: методические указания/ ВолгГТУ. – Волгоград: РПК «Политехник», 1994. – 26 с.
9 Schneeder, J. Ein Mythos wird zur Routine/ J. Schneeder // Werkzeuge. – 2001. – №1. – С.10-14.
10 Каталог деталей трактора ДТ-75М. – М.: Машиностроение, 1970. – 281 с.
11 Маталин, А. А. Технология машиностроения: учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты»/ А.А. Маталин. – Л.: Машиностроение, 1985. – 496 с.
12 Марочник сталей и сплавов: справочник/ А.С. Зубченко [и др.]. – М.: Машиностроение, 2003. – 784 с.
13 Технология машиностроения: сборник задач и упражнений: учеб. пособие./ В. И. Аверченков [и др.]. – 2-е изд. – М.: Инфра-М., 2006. – 288 с.
14 Петрушин, С.И. Оптимизация свойств материала в композиционной режущей части лезвийных инструментов: учебное пособие/ С.И. Петрушин, Б.Д. Даниленко, О.Ю. Ретюнский; ТПУ. – Томск: Изд. ТПУ, 1999. – 99 с.
15 Кузнецова, А.В. Повышение эффективности обработки деталей машин с использованием современных инструментальных материалов [Электронный ресурс]: автореф. магистерской работы/ А.В. Кузнецова, 2007.– Режим доступа:
http://masters.donntu.edu.ua/2007/mech/kuznetsova/diss/index.htm.
16 Анохина, А.Ю. Исследование качества обрабатываемой поверхности при скоростном точении [Электронный ресурс]: автореф. магистерской работы/ А.Ю. Анохина, 2009. – Режим доступа:
http://masters.donntu.edu.ua/2009/mech/anokhina/diss/index.htm#p5.
17 Мир станочника: Использование керметов при обработке резанием [Электронный ресурс]. – 2010. – Режим доступа: http://www.mirstan.ru/index.php?page=art23.
18 Режущие материалы и инструменты: современные тенденции [Электронный ресурс]. – 2008. – Режим доступа: http://www.vostoktranzit.ru/news/Rezusie_materialy_i_instrumenty.html.
19 Обработка резанием закаленных сталей [Электронный ресурс]. – 2009. – Режим доступа: http://www.daks-chelny.ru/tools/metal-cutting-tool/hardened-steel/