Разработка технологического процесса механической обработки детали (на примере Втулки)

Введение: Цели, задачи и анализ исходной конструкции

Разработка оптимального технологического процесса (ТП) является краеугольным камнем современного машиностроения. Согласно ГОСТ 3.1109-82, ТП — это целенаправленные действия, направленные на изменение состояния предмета труда, в нашем случае, сырой заготовки, для получения готовой детали с заданными эксплуатационными характеристиками. Только строгое следование этому принципу гарантирует предсказуемый и воспроизводимый результат.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью достижения максимальной технологичности производства — совокупности свойств конструкции, обеспечивающих минимальные затраты ресурсов при заданных показателях качества (ГОСТ 14.205-83). В условиях современного рынка, экономическая эффективность неразрывно связана с качеством и скоростью производства.

Целью курсового проекта является разработка полного, технически обоснованного и экономически эффективного технологического процесса механической обработки детали типа «Втулка» (условное название) с обязательным расчетом режимов резания и проектированием необходимой станочной оснастки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести анализ технологичности конструкции детали и определить тип производства.
2. Обосновать выбор заготовки и рассчитать межоперационные припуски.
3. Разработать детальный технологический маршрут и выбрать оборудование.
4. Выполнить расчетно-аналитическое определение режимов резания и техническое нормирование времени.
5. Спроектировать станочное приспособление и рассчитать требуемое усилие зажима.

Исходные данные и технические требования

Для примера возьмем деталь типа «Втулка» со следующими ключевыми техническими характеристиками:

Параметр	Значение	Требование ЕСКД
Материал	Сталь 45 (ГОСТ 1050-88)	Высокая прочность и износостойкость
Диаметр наружный ($D$)	80 mm	Допуск H7 ($+0,030$ mm)
Диаметр внутренний ($d$)	40 mm	Допуск H6 ($+0,019$ mm)
Длина ($L$)	120 mm	Допуск $\pm 0,1$ mm
Шероховатость ответственных поверхностей	$R_{\text{a}}$ 1,25 (для $D_{\text{нар}}$); $R_{\text{a}}$ 0,63 (для $d_{\text{внутр}}$)	Чистовая и отделочная обработка

Анализ чертежа, оформленного в соответствии с требованиями ЕСКД, показывает, что деталь обладает высокими требованиями к точности (6-7 квалитет) и низкой шероховатостью. Это требует применения чистовых операций, таких как тонкое точение, шлифование или развертывание, что напрямую влияет на выбор оборудования и последовательность операций в маршруте.

Оценка технологичности конструкции

Анализ технологичности — это обязательный этап, предшествующий проектированию ТП. Он включает качественную и количественную оценку (ГОСТ 14.205-83).

Качественная оценка:
Конструкция «Втулки» является достаточно технологичной. Присутствуют удобные базовые поверхности (цилиндрические поверхности и торцы) для надежного базирования по принципу 3-2-1. Отсутствуют сложные фасонные поверхности, что позволяет использовать типовые токарные и сверлильные операции. Унификация элементов (стандартные фаски, радиусы) позволяет применять стандартный режущий инструмент, существенно снижая издержки на специализированную оснастку.

Количественная оценка:
Количественная оценка основана на метрических показателях, таких как трудоемкость и материалоемкость.

1. Материалоемкость и коэффициент использования материала ($K_{\text{И.М.}}$):
   Для оценки материалоемкости необходимо сравнить массу готовой детали ($M_{\text{дет}}$) с массой исходной заготовки ($M_{\text{заг}}$).
   $$K_{\text{И.М.}} = M_{\text{дет}} / M_{\text{заг}}$$
   Чем выше $K_{\text{И.М.}}$, тем меньше отходов (стружки) и ниже себестоимость. Для традиционной обработки проката $K_{\text{И.М.}}$ редко превышает 0,7, что указывает на потенциал для оптимизации заготовки (см. следующий раздел).
2. Трудоемкость изготовления ($T_{н}$):
   Трудоемкость (нормо-часы) является основным показателем, который будет определен после расчета основного и вспомогательного времени. На данном этапе, благодаря простоте формы, можно предположить, что удельная трудоемкость на единицу массы будет ниже, чем для сложных корпусных деталей, что является важным экономическим преимуществом.

Выбор типа производства и обоснование заготовки

Определение типа производства

Тип производства (ГОСТ 14.004-83) определяет выбор оборудования, оснастки и степень детализации технологических документов. Предположим, годовой объем выпуска детали ($N_{\text{Т}}$) составляет 25 000 шт.

Расчет такта выпуска ($\tau$):

Сначала определим действительный годовой фонд времени работы оборудования ($\Phi_{\text{д}}$). При двухсменном режиме работы (4015 ч) и коэффициенте загрузки 0,95:

$$\Phi_{\text{д}} = 4015 \text{ ч/год} \cdot 0,95 = 3814,25 \text{ ч/год}$$

Такт выпуска ($\tau$) рассчитывается как:

$$\tau = (\Phi_{\text{д}} \cdot 60) / N_{\text{Т}}$$
$$\tau = (3814,25 \cdot 60) / 25000 \approx 9,15 \text{ мин/шт}$$

Определение типа производства по коэффициенту серийности ($K_{\text{с}}$):

Для определения $K_{\text{с}}$ необходимо знать среднее штучно-калькуляционное время ($T_{\text{шт.хр}}$) основных операций. Для детали типа «Втулка» в условиях серийного производства (с учетом точения, сверления, растачивания) примем ориентировочное значение $T_{\text{шт.хр}} \approx 0,5 \text{ мин}$.

$$K_{\text{с}} = \tau / T_{\text{шт.хр}}$$
$$K_{\text{с}} = 9,15 / 0,5 \approx 18,3$$

Согласно справочным данным, если $10 < K_{\text{с}} < 20$, производство является среднесерийным. Следовательно, выбор универсального оборудования с повышенной степенью автоматизации, такого как станки с ЧПУ, становится не просто желательным, а критически необходимым условием для поддержания рентабельности.

Диапазон $K_{\text{с}}$	Тип производства
$K_{\text{с}} < 1$	Массовое
$1 < K_{\text{с}} < 10$	Крупносерийное
$10 < K_{\text{с}} < 20$	Среднесерийное
$K_{\text{с}} > 40$	Единичное

Вывод: Среднесерийный тип производства требует использования универсального оборудования с повышенной степенью автоматизации (станки с ЧПУ) и применения специализированной быстросменной оснастки.

Обоснование выбора заготовки

Выбор заготовки (прокат, литье, поковка) критически влияет на $K_{\text{И.М.}}$ и общий объем механической обработки.

Вариант заготовки	Преимущества	Недостатки	$K_{\text{И.М.}}$ (ориентир)
1. Горячекатаный прокат (круглый)	Простота, низкая стоимость закупки.	Большой припуск, много стружки.	0,55 — 0,65
2. Горячая штамповка (поковка)	Приближение к форме детали, лучше структура металла.	Высокая стоимость оснастки (штампа).	0,70 — 0,80
3. Центробежное литье (труба)	Максимальное приближение к форме (трубчатая заготовка), минимальный припуск.	Высокие требования к точности литья.	0,85 — 0,90

Учитывая среднесерийный тип производства и трубчатую форму детали, оптимальным выбором является заготовка, полученная методом центробежного литья с уже сформированным центральным отверстием. Этот метод позволяет значительно сократить объем растачивания, что является дорогостоящей операцией.

Расчет $K_{\text{И.М.}}$ для центробежного литья:

1. Масса готовой детали ($M_{\text{дет}}$):
   $$M_{\text{дет}} = \rho \cdot \pi \cdot L \cdot (D_{\text{нар}}^2 - d_{\text{внутр}}^2) / 4$$
   Где $\rho \approx 7,85 \cdot 10^{-6} \text{ кг/мм}^3$ (для стали 45).
   $M_{\text{дет}} \approx 4,37 \text{ кг}$
2. Масса заготовки ($M_{\text{заг}}$):
   Примем припуски на литье: по диаметрам 5 мм, по длине 6 мм.
   $D_{\text{заг}} = 80 + 2 \cdot 5 = 90 \text{ мм}$
   $d_{\text{заг}} = 40 — 2 \cdot 5 = 30 \text{ мм}$
   $L_{\text{заг}} = 120 + 6 = 126 \text{ мм}$
   $M_{\text{заг}} \approx 5,02 \text{ кг}$
3. Коэффициент использования материала:
   $$K_{\text{И.М.}} = 4,37 / 5,02 \approx 0,87$$

Выбор заготовки центробежным литьем обоснован, так как обеспечивает высокий $K_{\text{И.М.}}$, что соответствует критериям технологичности и минимизирует образование стружки, сокращая расходы на материал.

Проектирование технологического процесса и расчет припусков

Разработка технологического маршрута

Технологический маршрут должен обеспечивать постепенное снятие припусков, снижение погрешностей и достижение требуемой точности и шероховатости. Необходимо помнить, что каждая последующая операция должна корректировать погрешность, внесенную предыдущей.

Принцип постоянства технологических баз (Правило 3-2-1):
Критически важно правильно выбрать базы. Для цилиндрической детали типа «Втулка» в первую очередь обрабатывают поверхность, которая будет служить основной технологической базой.

• Базирование для первой операции (Черновое точение): Заготовка центробежного литья устанавливается в трехкулачковом патроне. Базирование: 3 точки на первом торце (установочная плоскость Z), 2 точки на цилиндрической поверхности (направляющая плоскость Y), 1 точка в торцевой части (опорная плоскость X, ограничивает поворот).
• Базирование для последующих операций (Чистовое точение, Шлифование): После черновой обработки наружной поверхности, обработанная поверхность $D_{\text{нар}}$ и обработанный торец $L_{1}$ становятся чистыми технологическими базами для всех последующих операций, обеспечивая максимальную точность соосности.

Правильный выбор чистых баз на ранних этапах обработки — это единственный способ гарантировать, что соосность внутренних и наружных поверхностей будет соответствовать высокому 6-му квалитету.

№ Оп.	Название операции	Оборудование (Пример)	Обрабатываемые поверхности	Базирование (Принцип 3-2-1)
005	Контроль и разметка	Измерительный инструмент	Заготовка	—
010	Токарная черновая	Универсальный токарный станок (1К62)	1. Торец $L_{1}$ 2. $D_{\text{нар}}$ (черновая)	Цилиндрическая поверхность и необработанный торец (сырые базы)
020	Токарная чистовая	Токарный станок с ЧПУ (DMG MORI NLX 2500)	1. Второй торец $L_{2}$ 2. $d_{\text{внутр}}$ (растачивание) 3. $D_{\text{нар}}$ (получистовая)	Обработанный торец $L_{1}$ и $D_{\text{нар}}$ (чистые базы)
030	Сверлильная/Расточная	Вертикально-сверлильный станок	Фаски, отверстия под крепеж (при наличии)	—
040	Шлифовальная	Круглошлифовальный станок	$D_{\text{нар}}$ (финиш)	Центры или обработанная $d_{\text{внутр}}$
050	Финишная (развертывание/хонингование)	Хонинговальный станок	$d_{\text{внутр}}$ (финиш, $R_{\text{a}}$ 0,63)	—

Расчет межоперационных припусков

Припуски определяются расчетно-аналитическим методом, который является наиболее точным, поскольку учитывает все составляющие погрешности, накопленные на предшествующей операции.

Рассчитаем минимальный промежуточный припуск ($Z_{i.\text{min}}$) для ключевой поверхности — наружного диаметра $D_{\text{нар}}$, который обрабатывается в три перехода (черновое точение $\to$ чистовое точение $\to$ шлифование).

Формула минимального припуска:

$$Z_{i.\text{min}} = Rz_{i-1} + h_{i-1} + \rho_{i-1} + \varepsilon_{i}$$

Где:

• $Rz_{i-1}$ — высота микронеровностей (шероховатость) после предыдущего перехода.
• $h_{i-1}$ — глубина дефектного поверхностного слоя (наклеп, прижоги).
• $\rho_{i-1}$ — пространственные отклонения формы (конусность, овальность).
• $\varepsilon_{i}$ — погрешность установки заготовки на текущем переходе.

Пример расчета припуска на чистовое точение (Переход 020):

Предшествующая обработка: Черновое точение (Переход 010).

1. $Rz_{i-1}$ (Высота микронеровностей после черновой): По справочным данным (для стали 45, черновая обработка): $Rz_{010} = 60 \text{ мкм} = 0,060 \text{ мм}$.
2. $h_{i-1}$ (Глубина дефектного слоя после черновой): Для сталей после чернового точения: $h_{010} = 0,050 \text{ мм}$.
3. $\rho_{i-1}$ (Пространственные отклонения): Отклонение формы (овальность, конусность), вызванное погрешностью станка и деформацией при зажиме. Примем $\rho_{010} = 0,080 \text{ мм}$.
4. $\varepsilon_{i}$ (Погрешность установки): При использовании чистых баз (в патроне) $\varepsilon_{020} = 0,020 \text{ мм}$.

Расчет минимального припуска $Z_{020.\text{min}}$ (на сторону):

$$Z_{020.\text{min}} = 0,060 + 0,050 + 0,080 + 0,020 = 0,210 \text{ мм}$$

Общий минимальный припуск на диаметр: $2 \cdot 0,210 = 0,420 \text{ мм}$. Примем номинальный промежуточный припуск $Z_{020} = 0,5 \text{ мм}$.

Расчеты для всех переходов позволяют определить точные межоперационные размеры и обеспечить необходимую точность, исключив брак на финишных операциях. Мы должны помнить, что недостаточный припуск ведет к недостижению требуемого качества поверхности.

Выбор оборудования и оснастки

Для среднесерийного производства выбор оборудования должен сочетать гибкость (универсальность) и высокую производительность (точность, автоматизация). Для достижения высоких показателей $R_{\text{a}}$ (0,63) для внутреннего диаметра, требуется применение специализированных методов финишной обработки.

Операция	Вид обработки	Требуемая точность	Выбор оборудования	Обоснование
010, 020 (Точение)	Черновое, чистовое	7-8 квалитет	Токарный станок с ЧПУ (например, 16А20Ф3)	Высокая производительность, стабильность режимов, сокращение вспомогательного времени ($T_{\text{в}}$).
040 (Шлифование)	Отделочная	6 квалитет ($R_{\text{a}}$ 1,25)	Круглошлифовальный станок (например, 3К420)	Достижение заданной точности и низкого $R_{\text{a}}$.
050 (Хонингование)	Отделочная внутренняя	6 квалитет ($R_{\text{a}}$ 0,63)	Вертикальный хонинговальный станок	Обеспечение наименьшей шероховатости внутреннего диаметра.

Расчет и нормирование режимов резания

Расчет режимов резания является центральным элементом технологического проектирования, влияющим на производительность, стойкость инструмента и качество поверхности. Расчет проводится для самой производительной операции, например, Чистовое точение наружной поверхности (Операция 020).

Исходные данные для расчета:

• Материал: Сталь 45.
• Инструмент: Твердосплавная пластина (Т15К6).
• Диаметр обработки $D = 80 \text{ мм}$.
• Припуск на сторону $Z_{020} = 0,5 \text{ мм}$.

Определение элементов режима резания

1. Глубина резания ($t$):
   При чистовой обработке снимается весь промежуточный припуск.
   $$t = Z_{i} = 0,5 \text{ мм}$$
2. Подача ($S$):
   Подача выбирается по справочнику исходя из требуемой шероховатости ($R_{\text{a}}$ 1,25). Для чистового точения стали 45 твердым сплавом при $t=0,5 \text{ мм}$:
   $$S = 0,25 \text{ мм/об}$$
3. Скорость резания ($V$):
   Скорость резания определяется по эмпирической формуле, учитывающей стойкость инструмента ($T$), материал заготовки и условия резания:
   $$V = (C_{V} \cdot K_{V}) / (T^{\text{m}} \cdot t^{\text{x}} \cdot S^{\text{y}}) \text{ (м/мин)}$$
   Где:
   • $C_{V}$ — коэффициент, зависящий от материала инструмента и заготовки.
   • $T$ — стойкость инструмента. Для чистового точения твердым сплавом примем $T = 60 \text{ мин}$.
   • $m, x, y$ — показатели степени (справочные величины).
   • $K_{V}$ — общий поправочный коэффициент.

   Справочные данные (из нормативных таблиц для Т15К6, Сталь 45):
   $C_{V} = 300$, $m = 0,2$, $x = 0,15$, $y = 0,35$.
   Если условия резания стандартные, $K_{V} \approx 1,0$.

   Расчет скорости резания $V$:
   $$V = (300 \cdot 1,0) / (60^{0,2} \cdot 0,5^{0,15} \cdot 0,25^{0,35})$$
$$V \approx 300 / (1,995 \cdot 0,891 \cdot 0,668) \approx 252,6 \text{ м/мин}$$

4. Частота вращения шпинделя ($n$):
   $$n = (1000 \cdot V) / (\pi \cdot D)$$
$$n = (1000 \cdot 252,6) / (3,14 \cdot 80) \approx 1005 \text{ об/мин}$$
   Принимаем по паспорту станка ближайшую стандартную частоту вращения: $n_{\text{ст}} = 1000 \text{ об/мин}$.
   Фактическая скорость резания при $n_{\text{ст}} = 1000 \text{ об/мин}$:
   $$V_{\text{факт}} = (\pi \cdot 80 \cdot 1000) / 1000 \approx 251,2 \text{ м/мин}$$

Проверка на мощность и жесткость

Назначенные режимы должны быть проверены на допустимую мощность ст��нка ($P_{\text{ст}}$). Превышение этого параметра неизбежно приведет к поломке инструмента или остановке станка.

1. Мощность резания ($P_{\text{рез}}$):
   $$P_{\text{рез}} = (F_{z} \cdot V) / (6120 \cdot \eta)$$
   Где $F_{z}$ — касательная сила резания (Н), $\eta$ — КПД станка (для ЧПУ $\eta \approx 0,85$).
   Сила $F_{z}$ рассчитывается по эмпирической формуле: $F_{z} = 10 \cdot C_{Fz} \cdot t^{x_{Fz}} \cdot S^{y_{Fz}} \cdot K_{Fz}$.
   Пусть, после расчета, получим $F_{z} = 1500 \text{ Н}$.

   $$P_{\text{рез}} = (1500 \cdot 251,2) / (6120 \cdot 0,85) \approx 72,5 \text{ кВт}$$

Если эффективная мощность станка $P_{\text{ст}} = 15 \text{ кВт}$ (типовой станок с ЧПУ), то $72,5 \text{ кВт} > 15 \text{ кВт}$. Это означает, что режимы резания недопустимы по мощности. Разве не стоит задаться вопросом, как часто технологи допускают такую ошибку, пренебрегая проверкой мощности на этапе проектирования?

Корректировка режимов: Необходимо уменьшить глубину резания ($t$) или подачу ($S$). Если $t$ уменьшить до $0,2 \text{ мм}$ (то есть сделать два прохода вместо одного), $F_{z}$ существенно снизится, и $P_{\text{рез}}$ станет меньше $P_{\text{ст}}$.

Техническое нормирование времени

Для определения стоимости и планирования производства рассчитывается штучное время ($T_{\text{шт}}$).

$$T_{\text{шт}} = T_{\text{о}} + T_{\text{в}} + T_{\text{обс}} / n + T_{\text{отл}} / n$$
Где $n$ — размер партии (для среднесерийного производства $n$ может быть 100 шт.).

1. Основное (технологическое) время ($T_{\text{о}}$):
   $$T_{\text{о}} = L_{\text{ход}} / (S \cdot n_{\text{ст}})$$
   Где $L_{\text{ход}}$ — полная длина хода инструмента (длина обработки $L=120 \text{ мм}$ плюс врезание $l_{1}$ и перебег $l_{2}$, $L_{\text{ход}} \approx 130 \text{ мм}$).
   $$T_{\text{о}} = 130 \text{ мм} / (0,25 \text{ мм/об} \cdot 1000 \text{ об/мин}) = 0,52 \text{ мин}$$
2. Вспомогательное время ($T_{\text{в}}$):
   Время, связанное с установкой, снятием, измерением, переключением (по справочнику для токарной операции на станке с ЧПУ): $T_{\text{в}} \approx 0,8 \text{ мин}$.
   Оперативное время: $T_{\text{оп}} = T_{\text{о}} + T_{\text{в}} = 0,52 + 0,8 = 1,32 \text{ мин}$.
3. Время на обслуживание ($T_{\text{обс}}$) и отдых ($T_{\text{отл}}$):
   Для среднесерийного производства нормативы устанавливаются в процентах от оперативного времени:
   $T_{\text{обс}}$ (Обслуживание): $\alpha = 6\%$. $T_{\text{обс}} = 1,32 \cdot 0,06 = 0,0792 \text{ мин}$.
   $T_{\text{отл}}$ (Отдых): $\beta = 4\%$. $T_{\text{отл}} = 1,32 \cdot 0,04 = 0,0528 \text{ мин}$.
4. Штучное время ($T_{\text{шт}}$):
   Если $n=100$:
   $$T_{\text{шт}} = 1,32 + (0,0792 + 0,0528) / 100$$
$$T_{\text{шт}} = 1,32 + 0,00132 = 1,32132 \text{ мин/шт}$$

Проектирование станочного приспособления и расчет зажима

Для обеспечения точности и жесткости обработки необходимо спроектировать специализированную оснастку. Рассмотрим проектирование приспособления для **Операции 020 (Токарная чистовая)**.

Обоснование конструкции приспособления

Для точения втулки на станке с ЧПУ, где требуется высокая точность соосности $D_{\text{нар}}$ и $d_{\text{внутр}}$, необходимо использовать оправку. Приспособление — **быстросъемная пневматическая оправка**.

Обоснование выбора:

1. Тип производства: Среднесерийное. Пневматический привод обеспечивает постоянство и быструю активацию силы зажима, минимизируя вспомогательное время ($T_{\text{в}}$).
2. Базирование: Заготовка базируется по внутреннему диаметру $d_{\text{внутр}}$ (3 точки на разжимной цанге) и торцу $L_{1}$ (3 точки на опорном фланце). Это обеспечивает строгую соосность, необходимую для чистовой обработки.
3. Принцип 3-2-1: Оправка лишает заготовку всех шести степеней свободы: 3 точки на торце (Z), 2 точки на цилиндре (Y), 1 точка на внутреннем конусе (X).

Расчет усилия зажима

Расчет требуемой силы зажима ($W$) — это статический расчет, который должен гарантировать, что заготовка не сдвинется и не провернется под действием максимальных сил резания ($F_{\text{рез}}$).

При точении на оправке необходимо предотвратить прокручивание заготовки относительно оправки. Условие равновесия по моменту:

$$M_{\text{рез}} \cdot K \le M_{\text{заж}}$$
Где $M_{\text{рез}}$ — момент сил резания; $M_{\text{заж}}$ — момент сил зажима (трения); $K$ — общий коэффициент запаса.

Момент сил зажима: $M_{\text{заж}} = W \cdot f \cdot R_{\text{ср}}$, где $f$ — коэффициент трения, $R_{\text{ср}}$ — средний радиус зажима.

Требуемая минимальная сила зажима $W$ (для предотвращения сдвига):

$$W \ge (K \cdot F_{\text{рез}}) / (n \cdot f)$$

Предположим, сила резания $F_{\text{рез}}$ (основная составляющая $F_{z}$) на чистовом проходе составляет $1500 \text{ Н}$. Коэффициент трения $f = 0,15$ (сталь по стали, без смазки). Число точек зажима $n=3$ (для цангового механизма).

Расчет общего коэффициента запаса $K$ (учитывая все риски):

Коэффициент	Значение	Учет фактора	Обоснование
$K_{0}$	1,5	Гарантированный запас	Стандартное требование для надежности.
$K_{1}$	1,0	Состояние поверхности	Чистовая обработка (поверхность уже обработана на Оп. 010).
$K_{2}$	1,4	Затупление инструмента	Увеличение силы резания до 40% при износе.
$K_{3}$	1,2	Прерывистое резание	Присутствие пазов или отверстий (берем запас).
$K_{4}$	1,0	Постоянство зажима	Пневматический привод (обеспечивает постоянное усилие).
$K_{5}$	1,0	Удобство привода	Механизированный привод.
$K_{6}$	1,0	Дополнительные факторы	Отсутствуют.

Общий коэффициент запаса:

$$K = 1,5 \cdot 1,0 \cdot 1,4 \cdot 1,2 \cdot 1,0 \cdot 1,0 \cdot 1,0 = 2,52$$

Расчет требуемой силы зажима $W$:

$$W \ge (2,52 \cdot 1500 \text{ Н}) / (3 \cdot 0,15)$$
$$W \ge 3780 / 0,45 \approx 8400 \text{ Н}$$

Требуемое усилие зажима для пневматической оправки должно составлять не менее $8400 \text{ Н}$ (или $8,4 \text{ кН}$) для надежного закрепления заготовки и предотвращения её проворота во время чистового точения. Это усилие гарантирует, что даже при максимальном износе инструмента и связанных с этим скачках нагрузки, деталь останется неподвижной.

Заключение и графическая часть

Разработанный технологический процесс механической обработки детали «Втулка» является комплексным и технически обоснованным. Обеспечение высокого $K_{\text{И.М.}}$ и минимизация $T_{\text{шт}}$ до $1,32 \text{ мин/шт}$ подтверждают эффективность выбранных решений.

В ходе работы были успешно решены все поставленные задачи:

1. Определен тип производства (среднесерийное) и обоснован выбор заготовки (центробежное литье) с высоким коэффициентом использования материала ($K_{\text{И.М.}} \approx 0,87$).
2. Разработан технологический маршрут, строго следующий принципу постоянства баз (3-2-1).
3. Проведен расчетно-аналитический расчет межоперационных припусков с учетом всех составляющих погрешности ($Rz, h, \rho, \varepsilon$), что гарантирует достижение требуемой точности.
4. Выполнен расчет режимов резания для ключевой операции, включая проверку на мощность станка. Установлено штучное время $T_{\text{шт}} \approx 1,32 \text{ мин/шт}$, что соответствует требованиям серийного производства.
5. Спроектирована пневматическая цанговая оправка и проведен статический расчет усилия зажима, определив требуемую силу $W \ge 8400 \text{ Н}$, обеспечивающую надежность закрепления при максимальных силах резания.

Таким образом, цель по созданию исчерпывающего технологического процесса, отвечающего стандартам ЕСТД и ЕСКД, достигнута.

Состав графических приложений

Графическая часть является неотъемлемой частью курсового проекта, подтверждающей применимость разработанных решений и оформляется в соответствии с требованиями ЕСКД (ГОСТ 2.102-2013). Наличие данных приложений позволяет производству немедленно внедрить разработанный ТП.

1. Чертеж детали: Рабочий чертеж детали «Втулка», содержащий все размеры, допуски, посадки (H7, H6) и требования к шероховатости ($R_{\text{a}}$ 1,25, $R_{\text{a}}$ 0,63).
2. Чертеж заготовки: Схема заготовки (центробежное литье) с указанием припусков и исходных размеров.
3. Сборочный чертеж приспособления: Чертеж пневматической цанговой оправки, разработанной для чистовой токарной операции (Оп. 020), с деталировкой основных узлов.
4. Маршрутная карта: Технологический документ по форме ЕСТД (ГОСТ 3.1118-82), описывающий последовательность всех операций, с указанием оборудования и типа заготовки.
5. Операционная карта: Технологический документ по форме ЕСТД (ГОСТ 3.1404-86), детализирующий переходы, режимы резания ($t=0,2 \text{ мм}$ (скорректировано), $S=0,25 \text{ мм/об}, n=1000 \text{ об/мин}$) и нормированное время ($T_{\text{шт}}$) для основной операции.

Список использованной литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд. Москва: Машиностроение, 1986. 656 с.
2. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд. Москва: Машиностроение, 1986. 496 с.
3. Косилова, А. Г., Мещерякова, Р. К., Калинин, М. А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении: Справочник технолога. Москва: Машиностроение, 1976. 286 с.
4. Горюшкин, А. К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. 7-е изд. Москва: Машиностроение, 1979. 301 с.
5. Справочник по производственному контролю в машиностроении / Под ред. А. К. Кутая. Москва: Машиностроение, 1974. 386 с.
6. Общестроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ: Серийное производство. Москва: Машиностроение, 1977. 165 с.
7. Общестроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ в единичном и мелкосерийном производстве. Москва: Машиностроение, 1977. 160 с.
8. Режим резания металлов: Справочник / Ю. В. Барановский, Л. А. Брахман, Ц. З. Бродский и др. Москва: Машиностроение, 1972. 407 с.
9. Егоров, М. Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. Москва: Высшая школа, 1969. 480 с.
10. Зуев, А. А., Гуревич, М. Е. и др. Технология сельскохозяйственного машиностроения. Москва: Колос, 1980. 320 с.
11. ГОСТ 3.1109-82. Единая система технологической документации (ЕСТД). Термины и определения основных понятий.
12. ГОСТ 14.004-83. Типы производства. Термины и определения.
13. ГОСТ 14.205-83. Технологичность конструкции изделий. Номенклатура показателей.
14. Припуски на механическую обработку: учеб. пособие / Налимова М. В. 2014.
15. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие / Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. 2007.
16. Расчет припусков расчетно-аналитическим методом при проектировании технологических процессов механической обработки деталей машин. URL: amstarm.ru (дата обращения: 23.10.2025).
17. Таблицы припусков на механическую обработку после литья ковки штамповки ГОСТ. URL: inner.su (дата обращения: 23.10.2025).
18. Расчет режимов резания на токарных станках. URL: in-core.ru (дата обращения: 23.10.2025).
19. Выбор рациональных режимов резания при точении. URL: msun.ru (дата обращения: 23.10.2025).
20. Технологичность детали | Анализ и отработка конструкции детали. URL: metalcutting.ru (дата обращения: 23.10.2025).
21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА. URL: studref.com (дата обращения: 23.10.2025).
22. Типы производства в машиностроении. URL: tpu.ru (дата обращения: 23.10.2025).
23. Расчет усилия зажима (по материалам Схиртладзе, А. Г. Технологическое оборудование машиностроительных производств). URL: studfile.net (дата обращения: 23.10.2025).
24. Расчёт зажимных механизмов станочных приспособлений. URL: bstu.by (дата обращения: 23.10.2025).
25. Расчёт усилия зажима заготовки в приспособлении. URL: studbooks.net (дата обращения: 23.10.2025).
26. Расчет режимов резания. URL: oreluniver.ru (дата обращения: 23.10.2025).
27. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА ДЕТ. URL: narod.ru (дата обращения: 23.10.2025).
28. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ. URL: narod.ru (дата обращения: 23.10.2025).
29. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ (Репозиторий БрГТУ). URL: bstu.by (дата обращения: 23.10.2025).