Реферат: Технология обработки детали 2

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра ТОМП

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине: «Технология машиностроения»

Выполнил: ст. гр. ТОМ-04-1

Мозолев Е.В.

Проверил: Лавренчук К.П.

Алчевск, 2008г.

АННОТАЦИЯ

Курсового проекта по технологии машиностроения

студента группы ТОМ-04-1 Мозолева Е.В.

Расчетно-пояснительная записка на 35 страниц, в том числе 7 иллюстраций и 7 таблиц.

Графическая часть – 4 листа формата А1.

Комплект технологической документации на 11 страницах.

В курсовом проекте разработан технологический процесс изготовления детали «Корпус кронштейна» 9019.10.01.118. При этом был проведен критический анализ норм точности детали и анализ на технологичность. Рассмотрены два варианта получения заготовки и выбран оптимальный метод. Разработан комплект технологической документации. Рассчитаны режимы резания и проведено нормирование операций. В конструкторской части разработана конструкция станочного приспособления на токарную операцию, а также контрольное приспособление для контроля позиционного допуска и допуска соосности отверстий под крышку и цилиндра.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Технологическая часть

Служебное назначение детали

Анализ технических требований

Выбор типа производства

Анализ технологичности детали

Выбор заготовки

Технологический маршрут обработки

Выбор технологических баз и последовательности обработки

Маршруты обработки поверхностей

Аналитический расчет припуска

1.7. Разработка технологических операций

Выбор технологического оборудования и оснастки

Расчет режимов резания

. Нормирование операций

2. Конструкторская часть

2.1 Проектирование сверлильного приспособления

Разработка схемы приспособления

Расчет силы закрепления

Описание конструкции приспособления

Контрольное приспособление

Выводы

Перечень ссылок

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

ВВЕДЕНИЕ

Эффективным средством повышения производительности в машиностроении являются автоматизации и механизации технологических и вспомогательных процессов, выполняемых на различных этапах изготовления изделия. Автоматизация в среднесерийном производстве требует создания гибких производственных систем, способных автоматически переходить с обработки деталей одного типоразмера на другой.

В решении этих задач решающую роль играют станки с ЧПУ и многошпиндельные полуавтоматы. Многошпиндельные полуавтоматы позволяют повысить производительность обработки деталей, снизить количество операций, что в совокупности влияет на снижение себестоимости изделия. С внедрением многошпиндельных полуавтоматов появляются возможности освобождения рабочего от монотонного и тяжелого физического труда.

Высокопроизводительные многошпиндельные полуавтоматы позволяют автоматически произвести с одной установки практически полную обработку детали. Наличие на таких станках нескольких суппортов с широким выбором режущего инструмента дает возможность выполнять технологические переходы.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Служебное назначение детали

Данная деталь применяется в механизме разгрузки и служит цилиндром для поршня гидросистемы и опорой для всего гидромеханизма. Поэтому поверхность 11 (см. Рис. 1.1) имеет низкую шероховатость (Ra = 2.5 мкм) для снижения трения при перемещении поршня.

К корпусным деталям предъявляют комплекс технических требований, исходя из служебного назначения. Требования касаются геометрической точности – размеров и относительных положений и выбора материала, способного выдержать вибрации, ударную нагрузку и другие неблагоприятные факторы.

1.2 Анализ свойств материала

Материал заготовки – серый чугун СЧ 15 ГОСТ 1412-85. Этот материал применяется в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую вибростойкость, высокую прочность, устойчивость и стойкость к ударным нагрузкам, поэтому применение серого чугуна в корпусах оправдано его физико-механическими свойствами.

Материал СЧ 15 применяется при изготовлении оснований большинства станков, ступиц, корпусов клапанов и вентилей и других деталей сложной конфигурации при недопустимости большого коробления и невозможности получения их старения, а это салазки, столы, корпуса задних бабок, корпуса маточных гаек, зубчатые колеса, кронштейны, люнеты, вилки переключения, шкивы и планшайбы.

Рисунок 1.1 – Эскиз детали – корпус кронштейна.

Таблица 1.1 – Физико-механические свойства серого чугуна СЧ 15 [2].

Предел прочности при растяжении, Па

Теплопроводность λ,Вт/(м к)

Твердость НВ

Удельная теплоемкость С, Дж/К

Плотность, кг/куб.м

9.8*107

165

--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--

0,32

0,8

Ø141,6-0,32

0,22

0,5

33-0,22

0,12

0,6

4,6-0,12

По заводским данным масса заготовки, получаемой литьем в песчаные формы равна mЗ = 4,8 кг. Определим коэффициент использования материала по формуле (1.1):

Ким = mз/mд = 4,2/4,8= 0,875 (1.1)

Рассчитаем массу заготовки получаемой методом литья в кокиль (1) и под давлением (2). Для этого разбиваем заготовку на элементарные объемы и с учетом известной плотности чугуна находим массу всей заготовки.

Mi= ∑[(Dзi-Dдi)*hi]/(π/4)*ρ*10-9+mд

Рассчитаем массу заготовки получаемой методом литья под давлением:

Определим коэффициент использования материала:

Ким = mд/ mз= 4.2/4.341= 0.97

Определим себестоимость получения такой заготовки для каждого из вариантов по формуле (1.2):

/> (1.2)

где СБ.Ц– базовая цена одной тонны литья, изготовленного из базового материала; СБ.Ц= 3000 грн.

KTO– коэффициент точности размеров; kTO= 1,64 для класса точности 5 (кокиль) и kTO= 1,88 для класса точности 3 (под давлением) [4, табл. К.9, стр. 213].

KСO – коэффициент конструктивной и технологической сложности отливки; kСO = 1,7 для отливок второй группы сложности [4, табл. К.10 стр. 213]

kМ – коэффициент марки материла; kМ = 1,0 – серых чугунов [4, табл. К.11 стр. 213].

KПМО– коэффициент, зависящий от группы серийности; kПМО= 1,13 – для 7 группы серийности и массы менее 160 кг [4, табл. К.12, К.13 стр. 213, 214].

СОТХ– цена одной тонны отходов; СОТХ= 300 грн.

Рассчитаем себестоимость заготовки, получаемой литьем в кокиль:

Для литья под давлением получаем:

Коэффициент использования материала и при методе литья под давлением несколько выше, чем при литье в кокиль. Себестоимость литья под давлением оказалась выше, чем при литье в кокиль, поэтому при данной программе выпуска и условиях производства наиболее целесообразно использовать литье в кокиль.

1.7 Обоснование выбора технологических баз и последовательности обработки

Деталь “Корпус кронштейна” имеет комплект основных конструкторских баз и один комплект исполнительных поверхностей. Следовательно, данная деталь относится к деталям второй группы. Для деталей данной группы выбор технологических баз осуществляется в два этапа. На первом этапе выбираем технологические базы для выполнения большинства операций технологического процесса. При этом в качестве баз должны быть выбраны поверхности или сочетания поверхностей, относительно которых задано большинство технических требований. В результате анализа технических требований выявлено, что такой поверхностью является свободная поверхность 18, вследствие малой длины поверхности 19 наиболее целесообразно будет использовать в качестве технологической базы комплект из поверхностей 18 и 19.

На втором этапе выбираем поверхности или сочетание поверхностей, которые будут использованы в качестве технологических баз при подготовке баз для операций фрезерования, сверления и нарезания резьбы. На следующих переходах производим обработку основных баз, используя в качестве технологических баз ранее обработанные.

Комплект баз для первой операции точения: двойная направляющая, опорная, опорная.

Комплект баз для остальных операций: установочная, направляющая, опорная. Теоретические схемы базирования представлены далее.

Рисунок 1.3 – Теоретическая схема базирования детали на операции точения 005.

Рисунок 1.4 – Теоретическая схема базирования детали на операциях фрезерования 010, сверления 015 и точения 020.

1.8 Маршруты обработки поверхностей

продолжение
--PAGE_BREAK--

Данный этап работы выполняем в виде таблицы 1.6

Заготовка IT14, Rа = 40 мкм.

Таблица 1.6 – Методы обработки поверхностей

№ пов-ти

Точность поверхности

Маршрут обработки поверхностей

Достигаемые технические требования

Припуск на переход

Технологи-ческий размер

Rа

Точение черновое

Точение получистовое

Точение чистовое

3,5

0,5

0,25

Ø 148,5-0,16

Точение черновое

Точение получистовое

Точение чистовое

1,3

0,45

0,25

8 -0,048

Растачивание черновое

Растачивание чистовое

Нарезание резьбы

2,5

1,7

1,0

Ø 66,8+0,30

2,5

Растачивание предварительное

Растачивание черновое

Растачивание получистовое

Растачивание чистовое

2,5

2,0

1,1

0,4

0,11

Ø 22,28 +0,13

Растачивание черновое

Растачивание чистовое

Нарезание резьбы

продолжение
--PAGE_BREAK--

--PAGE_BREAK--

–

218

29,66

29,878

29,962

218

– тонкое

–

122

29,878

29,948

Назначим расчетные формулы для определения припуска, обработка внутренних поверхностей вращения:

/> (1.3)

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки определяем по формуле:

/> (1.6)

где ρр– отклонение расположения отверстия относительно технологических баз;

ρП– перекос отверстия на 1 мм диаметра.

Остаточные пространственные отклонения после чернового и чистового растачивания определяем по формуле:

/> (1.7)

где ky– коэффициент уточнения: для чернового растачивания – ky= 0,06; для получистового растачивания – ky= 0,05; дляпротягивания – ky=0,04;

На основании записных данных в таблице производим расчет минимальных значений межоперационных припусков:

Минимальный припуск под растачивание:

черновое: />

получистовое: />

чистовое: />

тонкое: />

Определяем расчетный размер dр по переходам, начиная с конечного:

Назначаем допуски для заготовки и для каждого перехода:

ТЗАГ = 840 мкм;

Т1 = 520 мкм;

Т2 = 210 мкм;

Т3 = 84 мкм;

Т4 = 52 мкм;

Определяем предельные размеры :

Определим предельные значения припусков:

продолжение
--PAGE_BREAK--

На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков по обработке отверстия Ø30Н6 (рисунок 1.4).

Общие припуски Zomin и Zomax определяем, суммируя промежуточные припуски:

TЗ– TD= 2Zmin– 2Zmax

840 – 52 = 788 мкм

2573 – 1785 = 788 мкм

Чертим схему припусков:

Рисунок 1.4 – Схема графического расположения допусков

1.10 Разработка технологических операций

Учитывая среднесерийный тип производства, производим выбор моделей станочного оборудования. Необходимо производить выбор моделей, которые обеспечивали бы наименьшие трудовые и материальные затраты, а также себестоимость обработки заготовки. Характер производства определяет приоритет выбора в пользу полуавтоматных и универсальных станков.

Для обработки внутренних поверхностей корпуса выбираем токарный полуавтомат 16К20Т1, что позволит обработать цилиндрические поверхности детали (1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11) с одной установки. При обработке поверхностей 12 и 20 требуется установка на специальное токарное приспособление. Для обработки отверстий (отв. 16 и 4 отв. 3) выбираем сверлильный станок 2А125. Для обработки плоских поверхностей (пов. 13, 14, 15, 17) выбираем фрезерный станок 6Р82.

Операционный маршрут обработки детали “Корпус кронштейна” – 9019.10.01.118 представлен в комплекте технологической документации проекта.

1.11 Расчет режимов резания

Рассчитаем режимы резания по эмпирическим формулам для операции 005 (токарная). Принимаем припуски по таблицам припусков по справочнику Балабанова (с. 194-195). Коэффициент Cv, подачи (с согласованием с подачами станка) и стойкость инструмента принимаем по таблицам [2, с.265-284].

Мощность выбранного станка по паспорту 10 кВт.

Условие применяемости станка: N ≤ Nст.

Находим поправочный коэффициент Kр:

Kр= Kφр* Kγр* Kλр* Krр* Kmp= 0.89*1*1*0.93*/>= 0.766

где Kφр, Kγр, Kλр, Krр– коэффициенты, учитывающие геометрию режущего инструмента (резца) [7, с. 275];

Kmp– коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости [7, с. 264];

Обработка отверстия Ø30 мм:

Режимы резания для перехода 1:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz (x = 1, y = 0.75, n = 0):

продолжение
--PAGE_BREAK--

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*2*0,70,75*1*0.766=1078.6 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания для перехода 2:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp = 10*92*1,1*0,50,75*1*0.766= 4609 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания для перехода 3:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*0,4*0,50,75*1*0.766= 167,6 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания для перехода 4:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*0,2*0,50,75*1*0.766= 83,8 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания для перехода 5:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*0,11*0,320,75*1*0.766= 33 H

Мощность резания будет равна:

Обработка отверстия с резьбой М76х2:

Режимы резания для перехода 1:

продолжение
--PAGE_BREAK--

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*2,5*1,20,75*1*0.766= 2020 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания для перехода 2:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*1,7*1,20,75*1*0.766= 1373,5 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания для перехода 3:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*2*0,80,75*1*0.766= 1192,2 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания для перехода 4:

Тогда действительная скорость резания будет равна:

Находим силу резания Pz:

Pz = 10*Ср*tX*SY*Vn*Kp= 10*92*0,2*0,10,75*1*0.766 = 250,6 H

Мощность резания будет равна:

Режимы резания на остальные операции назначены по нормативам и представлены в комплекте технологической документации.

1.12 Нормирование операций

Произведем нормирование операции 005 – токарная. Обрабатывается поверхность диаметром 67 мм, длина обработки составляет 23 мм, для второй поверхности: диаметр Ø22. Деталь обрабатывается в трёхкулачковом самоцентрирующемся патроне..

Штучное время обработки детали определим по формуле:

ТШТ= То + Тв + Тобсл+ ТОТ(1.10)

где То – основное технологическое время на выполнение операции, мин.

Тв – вспомогательное время, мин.

Тобсл – время обслуживания рабочего места, мин

ТОТ– время на отдых станочника, мин.

продолжение
--PAGE_BREAK--

Основное время рассчитываем по формуле (1.11):

/> (1.11)

где l– длина обрабатываемой поверхности, мм;

(l1+ l2)– длина врезания и перебега, мм;

SМИН– минутная подача стола станка, мм/мин;

Вспомогательное время определяется по формуле (1.12):

Тв = ТУС+Тзо+ТУП+ТИЗМ= 0,5+ 0,35+

+(0,02 + 0,05+0,67)+1,62 = 3,21 мин (1.12)

где ТУС– время на установку и снятие детали вручную; ТУС= 0,5 мин [6, стр.200].

Тзо– время на закрепление и открепление детали пневматическими зажимами; Тзо=0,35 мин [6, стр.201].

ТУП– время на управление станком; ТУП= (0,02 + 0,05 + 0,67)мин [6, стр.202].

ТИЗМ– время на измерение детали; ТИЗМ= 0,18*9 = 1,62 мин [6, стр.209].

Сумма времени обслуживания рабочего места и времени на отдых определяется по формуле (1.13):

Тобсл+ ТОТ= (То + Тв)·0,1 =(2,473+3,21)* (0,1 + 0,07) =

= 0,966 мин (1.13)

где (0,07 + 0,1) – коэффициенты, учитывающий процент времени на обслуживание рабочего места и отдых.

Подставляя поученные значения в формулу (1.10), получим значение штучного времени для вертикально-фрезерной операции:

ТШТ = 2,473 + 0,822 + 0,56 = 3,855 мин

2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проектирование сверлильного приспособления

2.1.1 Разработка схемы приспособления

Исходными данными для проектирования фрезерного приспособления на операцию 020 являются:

операция выполняется на токарном полуавтомате модели 16К20Т1;

операция состоит из двух переходов, включая переход установки детали;

схема базирования заготовки на операции представлена на рис. 2.1

Рисунок 2.1 – Теоретическая схема базирования.

Зажим заготовки осуществляется двумя зажимами через рычажный механизм при помощи пневматического привода.

2.1.2 Расчет силы закрепления

Для определения параметров зажимного механизма рассчитаем силы резани. При точении основной составляющей силы резания является окружная сила Рz.

Для определения необходимого усилия зажима необходимо рассчитать все силы резания и выбрать наибольшие осевые силы РХ и моменты резания Мрез. [2, Т2]. Стоит упомянуть, что усилия резания являются постоянными.

Схема действия сил на заготовку

Рисунок 2.2 – Схема действия сил на заготовку.

Растачивание черновое

Pz = 10Ср*tx*Sy*Vn *Kp = 10 * 92*0.8*0.780.75 *0,89 = 610 Н

Рх1 = 10Ср*tx*Sy*Kp = 10*46*0,80,9*0,780,4 *0,89 = 411 Н

2) Растачивание чистовое

Рх2 = 10Ср*tx*Sy*Vn *Kp = 10*46*0.8*0.89*0,75*0,89= 274 Н

3) Растачивание фаски

Рх3 = 10Ср*tx*Sy*Vn *Kp = 10*46*1,51*0,750,4*0,75*0,89= 340 Н

В результате имеем расчетные значения тангенциальной силы резания и осевой силы:

Pz = 610 Н;

Р = Рх3 = 411 Н.