Реферат: Технология обработки детали

Министерство образования и наукиУкраины

Донбасский государственныйтехнический университет

Кафедра ТОМП

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине: «Технологиямашиностроения»

Выполнил: ст. гр. ТОМ-04-1

Мозолев Е.В.

Проверил: Лавренчук К.П.

Алчевск, 2008г.

АННОТАЦИЯ

Курсовогопроекта по технологии машиностроения

студентагруппы ТОМ-04-1 Мозолева Е.В.

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

Графическаячасть – 4 листа формата А1.

Комплекттехнологической документации на 11 страницах.

Вкурсовом проекте разработан технологический процесс изготовления детали «Корпускронштейна» 9019.10.01.118. При этом был проведен критический анализ нормточности детали и анализ на технологичность. Рассмотрены два варианта получениязаготовки и выбран оптимальный метод. Разработан комплект технологическойдокументации. Рассчитаны режимы резания и проведено нормирование операций. Вконструкторской части разработана конструкция станочного приспособления на токарнуюоперацию, а также контрольное приспособление для контроля позиционного допускаи допуска соосности отверстий под крышку и цилиндра.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1Технологическая часть

1.1 Служебноеназначение детали

1.2 Анализтехнических требований

1.3 Выбортипа производства

1.4 Анализтехнологичности детали

1.5 Выборзаготовки

1.6 Технологическиймаршрут обработки

1.6.1.Выбортехнологических баз и последовательности обработки

1.6.2.Маршрутыобработки поверхностей

1.6.3.Аналитическийрасчет припуска

1.7.Разработка технологических операций

1.7.1 Выбортехнологического оборудования и оснастки

1.7.2 Расчетрежимов резания

1.7.3 .Нормирование операций

2.Конструкторская часть

2.1Проектирование сверлильного приспособления

2.1.1. Разработкасхемы приспособления

2.1.2. Расчетсилы закрепления

2.1.3. Описаниеконструкции приспособления

2.2 Контрольноеприспособление

2.3 Выводы

Переченьссылок

ПриложениеА

ПриложениеБ

ПриложениеВ

ВВЕДЕНИЕ

Эффективным средством повышенияпроизводительности в машиностроении являются автоматизации и механизациитехнологических и вспомогательных процессов, выполняемых на различных этапахизготовления изделия. Автоматизация в среднесерийном производстве требуетсоздания гибких производственных систем, способных автоматически переходить собработки деталей одного типоразмера на другой.

В решении этих задач решающую рольиграют станки с ЧПУ и многошпиндельные полуавтоматы. Многошпиндельныеполуавтоматы позволяют повысить производительность обработки деталей, снизитьколичество операций, что в совокупности влияет на снижение себестоимостиизделия. С внедрением многошпиндельных полуавтоматов появляются возможностиосвобождения рабочего от монотонного и тяжелого физического труда.

Высокопроизводительные многошпиндельныеполуавтоматы позволяют автоматически произвести с одной установки практическиполную обработку детали. Наличие на таких станках нескольких суппортов сшироким выбором режущего инструмента дает возможность выполнять технологическиепереходы.

1ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1Служебное назначение детали

Даннаядеталь применяется в механизме разгрузки и служит цилиндром для поршнягидросистемы и опорой для всего гидромеханизма. Поэтому поверхность 11 (см. Рис.1.1) имеет низкую шероховатость (Ra = 2.5 мкм) для снижения трения приперемещении поршня.

Ккорпусным деталям предъявляют комплекс технических требований, исходя изслужебного назначения. Требования касаются геометрической точности – размеров иотносительных положений и выбора материала, способного выдержать вибрации,ударную нагрузку и другие неблагоприятные факторы.

1.2Анализ свойств материала

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

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

Рисунок1.1 – Эскиз детали – корпус кронштейна.

Таблица1.1 – 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

54 165 239-473 7000

Таблица1.2 – Химический состав серого чугуна СЧ 15 [2].

Углерод С,% Кремний, Si,% Марганец, Mn,% Сера, S, % Фосфор, P, % 3.5...3.7 2...2.4 0.5...0.8 0...0.15 0...0.2

1.3Выбор типа производства

Дляданного курсового проекта тип производства был оговорен заранее –среднесерийный. По табл. 4.1 [1, с. 48], исходя из типа производства и массызаготовки, выбираем программу выпуска – 5000 штук.

Серийноепроизводствозанимает промежуточное положение междуединичным и массовым производством, при котором изготовление изделийпроизводится партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных поконструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производствоодновременно. Основным принципом этого вида производства является изготовлениевсей партии (серии) целиком как в обработке деталей, так и в сборке.

Всерийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован,т. е. расчленен на отдельные операции, которые закреплены за определеннымистанками.

Станкиздесь применяются разнообразных видов: общего назначения (универсальные),специализированные, специальные, автоматизированные, агрегатные. Станочноеоборудование должно быть специализировано в такой мере, чтобы был возможенпереход от производства одной серии машин к другой, несколько отличающейся отпервой в конструктивном отношении, или переход от одного типа машины к другому.

Прииспользовании станков общего назначения (универсальных) должны широкоприменяться специализированные и специальные приспособления, специализированныйи специальный режущий инструмент или приспособленный для данной операции —нормальный и, наконец, измерительный инструмент в виде предельных (стандартныхи специальных) калибров и шаблонов, обеспечивающих взаимозаменяемостьобработанных деталей. Все это оборудование и оснастку в серийном производствеможно применять достаточно широко, так как при повторяемости процессовизготовления одних и тех же деталей указанные средства производства даюттехнико-экономический эффект, который с большой выгодой окупает затраты на них.Однако в каждом отдельном случае при выборе специального илиспециализированного станка, изготовлении дорогостоящего приспособления илиинструмента необходимо подсчитать затраты и ожидаемый технико-экономическийэффект.

Серийноепроизводство значительно экономичнее, чем единичное, так как лучшееиспользование оборудования, специализация рабочих, увеличениепроизводительности труда обеспечивают уменьшение себестоимости продукции. [3,с.56]

1.4Анализ технических требований

Деталь«Корпус кронштейна» содержит ряд поверхностей, отличающихся формой,расположением и назначением. Рассмотрим поверхности и назначим техническиетребования к ним.

Рисунок1.2 – Граф связей основных поверхностей

Поверхности1, 2 и 3 являются основными, так как определяют положение деталив узле. Деталь базируется по плоскости торца 1, цилиндрической ступени типа«диск» 2 и закрепляется по отверстиям 3 с помощью болтов. Торец 1 должен бытьперпендикулярен оси поверхностей 4 и 8. Ось цилиндрической ступени 2 должнабыть перпендикулярна торцу 1. Отверстия 3 должны иметь позиционный допуск дляодинакового расстояния между осями отверстий 3 и оси цилиндрической ступени 2.

Поверхности4, 6, 7, 8, 9, 12, 15, 16 и 17 являются вспомогательными. К нимкрепятся другие детали. В то же время, поверхность 11 является исполнительной,она служит цилиндром для поршня, который перемещается по этой поверхности,поэтому поверхность 11 должна иметь низкую шероховатость и наиболее высокуюточность изготовления. Поверхность 4 является резьбовой – к ней присоединяетсястакан, направляющий шток, поэтому следует назначить допуск соосности наповерхности 4 и 11. Поверхность 5 служит упором для герметизирующего материала(манжеты) между стаканом и корпусом. Цилиндрическая ступень 9 служит для фиксациистакана и предупреждения перекоса, поэтому должна быть соосной с поверхностью 11.Поверхность 8 удерживает и, благодаря конической ступени, упрощает заменуизносившейся манжеты. Поверхность 12 служит для присоединения пробки длярегулирования давления в системе, имеет трубную резьбу G1-B, на работу системы«шток-поршень-циллиндр» прямого действия не оказывает, поэтому не требует допускавзаиморасположения. Поверхность 7 является упором для стакана, направляющегошток циллиндра, поэтому ей следует назначить допуск перпендикулярности осиповерхности 4. Поверхности 15 и 17 должны быть параллельными поверхности 1 ипри этом перпендикулярными оси отверстия 16. Поверхность 16 служит для фиксациикорпуса в приспособлении для монтажа. Поверхность 13 служит местом выходапоршня и одновременно ограничителем его перемещения, получается фрезерованием.Остальные поверхности свободные.

1.5Анализ технологичности деталей

Деталь– “корпус кронштейна” изготавливается из чугуна литьем, поэтому конфигурациянаружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительныхзатруднений при получении заготовки. Однако, достаточно высокая сложность формыдетали и неудобство изготовить под нее форму по принципу наложения тенизатрудняют процесс литья. Плоскость разъёма формы наиболее удобно расположитьпо плоскости, в которой лежит ось поверхности 2, проходящая через центротверстия 16.

Нетехнологичнымив данной детали являются глубокоеглухое отверстие 11, так как еготрудно обрабатывать, и поверхность 9, так как обрабатывается не на проход иподвод фрезы к нужной поверхности затруднен размерами смежных поверхностей.Также резьба G1-B, трубная дюймовая, является специальной, что требуетприменения специального инструмента.

1.6Выбор способа получения заготовки

Набазовом предприятии заготовка получается методом литья в песчаные формы. Дляустановления альтернативного метода получения заготовки строим матрицу влиянияфакторов. Для изготовления заготовки из чугуна СЧ20 при крупносерийномпроизводстве.

Таблица1.3 – Матрица влияния факторов [1, с. 62].

Способ изготовления заготовки Факторы Σ Формы и размеры заготовки Требуемая точность и качество поверхности Техноло-гические свойства материала Годовая программа Литье в кокиль 4 3 5 3 15 Литье под давлением 5 4 4 5 18 Литье в землю 3 1 4 4 12 Литье в песчано-глинистые формы 4 1 4 5 14

Порезультатам анализа матрицы влияния факторов принимаем литье под давлением.

Определимточность отливки, ее размеры и отклонения для литья под давлением. Всоответствии с рекомендациями ГОСТ 26645-86 для этого способа литья, габаритныхразмеров отливки от 100 до 630 мм, из чугуна с температурой плавления выше700°С, находим класс точности размеров и масс отливок 3 и ряд припусков 1 [4,табл. К.1, стр. 205]. Принимаем для нашего случая 3 класс точности и рядприпусков 1. Исходя из выбранного способа получения отливки, его геометрическойформы, незначительных размеров принимаем 6 степень коробления отливки [4. Табл.К.5, стр. 209]. В итоге получаем отливку, точность которой 3 – 5 – 6 ГОСТ26645-86. Для литья в кокиль точность отливки будет 5 – 6 – 2 ГОСТ 26645-86.

Находимдопуски размеров отливки. Результаты расчетов для обоих способов сведем втаблицу 1.5.

Таблица1.5 – Результаты назначения припусков на обработку

Метод Размер КТР КТМ СК РП Т Z Технологический размер, мм Литье в кокиль Ø30 5 11т 6 2 0,44 1,25 Ø 28,5+0,44 Ø72 0,56 1,4 Ø69,2+0,56 30 0,44 1,25 28,75-0,44 Ø 40 0,5 1,4 Ø42,8+0,5 Ø 35 0,44 1,25 Ø32,5-0,44 Ø 140 0,64 1,65 Ø143,3-0,64 32 0,44 1,25 34,5-0,44 4 0,24 1 5-0,24 Литье под давлением Ø30 3 5 6 1 0,22 0,5 Ø29-0,22 Ø72 0,28 0,8 Ø70+0,28 30 0,22 0,5 29,5-0,22 Ø 40 0,24 0,8 Ø41,6-0,24 Ø 35 0,22 0,5 Ø34+0,22 Ø 140 0,32 0,8 Ø141,6-0,32 32 0,22 0,5 33-0,22 4 0,12 0,6 4,6-0,12

Позаводским 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)

Рассчитаеммассу заготовки получаемой методом литья в кокиль (1) и под давлением (2). Дляэтого разбиваем заготовку на элементарные объемы и с учетом известной плотностичугуна находим массу всей заготовки.

Mi= ∑[(Dзi-Dдi)*hi]/(π/4)*ρ*10-9+mд

Рассчитаеммассу заготовки получаемой методом литья под давлением:

Определимкоэффициент использования материала:

Ким= mд / mз = 4.2/4.341= 0.97

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

/> (1.2)

гдеСБ.Ц – базовая цена одной тонны литья, изготовленного из базовогоматериала; 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 7группы серийности и массы менее 160 кг [4, табл. К.12, К.13 стр. 213, 214].

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

Рассчитаемсебестоимость заготовки, получаемой литьем в кокиль:

Длялитья под давлением получаем:

Коэффициентиспользования материала и при методе литья под давлением несколько выше, чемпри литье в кокиль. Себестоимость литья под давлением оказалась выше, чем при литьев кокиль, поэтому при данной программе выпуска и условиях производства наиболеецелесообразно использовать литье в кокиль.

1.7Обоснование выбора технологических баз и последовательности обработки

Деталь“Корпус кронштейна” имеет комплект основных конструкторских баз и один комплектисполнительных поверхностей. Следовательно, данная деталь относится к деталямвторой группы. Для деталей данной группы выбор технологических базосуществляется в два этапа. На первом этапе выбираем технологические базы длявыполнения большинства операций технологического процесса. При этом в качествебаз должны быть выбраны поверхности или сочетания поверхностей, относительнокоторых задано большинство технических требований. В результате анализатехнических требований выявлено, что такой поверхностью является свободная поверхность18, вследствие малой длины поверхности 19 наиболее целесообразно будетиспользовать в качестве технологической базы комплект из поверхностей 18 и 19.

Навтором этапе выбираем поверхности или сочетание поверхностей, которые будутиспользованы в качестве технологических баз при подготовке баз для операцийфрезерования, сверления и нарезания резьбы. На следующих переходах производимобработку основных баз, используя в качестве технологических баз ранееобработанные.

Комплектбаз для первой операции точения: двойная направляющая, опорная, опорная.

Комплектбаз для остальных операций: установочная, направляющая, опорная. Теоретическиесхемы базирования представлены далее.

Рисунок1.3 – Теоретическая схема базирования детали на операции точения 005.

Рисунок1.4 – Теоретическая схема базирования детали на операциях фрезерования 010,сверления 015 и точения 020.

1.8Маршруты обработки поверхностей

Данныйэтап работы выполняем в виде таблицы 1.6

ЗаготовкаIT14, Rа = 40 мкм.

Таблица1.6 – Методы обработки поверхностей

№ пов-ти Точность поверхности Маршрут обработки поверхностей Достигаемые технические требования Припуск на переход Технологи-ческий размер IT Rа IT Rа 1 2 3 4 5 6 7 8 1 10 10

Точение черновое

Точение получистовое

Точение чистовое

3,5

0,5

0,25

Ø 148,5-0,16 2 10 10

Точение черновое

Точение получистовое

Точение чистовое

1,3

0,45

0,25

8 -0,048 4 10 10

Растачивание черновое

Растачивание чистовое

Нарезание резьбы

2,5

1,7

1,0

Ø 66,8+0,30 11 8 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 12 10 10

Растачивание черновое

Растачивание чистовое

Нарезание резьбы

3,0

1,1

0,52

Ø 30,76+0,13 15 12 20

Фрезерование черновое

Фрезерование чистовое

0,8

0,2

34+ 0,25 17 14 40 Фрезерование черновое 14 40 0,8 Ø 36,6 -0,25

1.9Аналитический расчет припуска

Расчетприпусков аналитическим методом производим для отверстия Ø30Н6. Заготовкапредставляет собой отливку 3-го класса точности, массой 4.65 кг. Технологический маршрут обработки отверстия Ø30Н6 состоит из пяти переходов:чернового и чистового растачивания и развертывания, предварительногошлифования.

Расчетприпусков на обработку отверстия Ø30Н6 приведен в таблице 1.7.

Таблица1.7 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам наобработку отверстия корпуса Ø30Н6

Технологические переходы обработки поверхности

Ø30h6

Элементы припуска Расчетный припуск 2zmin расчетный размер dр, мм Допуск δ, мкм Предельный размер, мм Предельные значение припусков, мкм Rz h ρ ε dmin dmах

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Заготовка 200 300 514 50 – – 840 27,375 28,215 – – Растачивание предварительное 25 25 31 50 2033 27,375 520 29,408 29,928 1713 2033 – черновое 50 50 26 – 252 29,408 210 29,66 29,87 92 252 – чистовое 20 20 21 – 218 29,66 84 29,878 29,962 58 218 – тонкое 10 5 15 – 122 29,878 52 29,948 30 38 70 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

Назначимрасчетные формулы для определения припуска, обработка внутренних поверхностейвращения:

/> (1.3)

Суммарноезначение пространственных отклонений для заготовки определяем по формуле:

/> (1.6)

гдеρр – отклонение расположения отверстия относительнотехнологических баз;

ρП– перекос отверстия на 1 мм диаметра.

Остаточныепространственные отклонения после чернового и чистового растачивания определяемпо формуле:

/> (1.7)

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

Наосновании записных данных в таблице производим расчет минимальных значениймежоперационных припусков:

Минимальныйприпуск под растачивание:

- черновое:/>

- получистовое:/>

- чистовое:/>

- тонкое:/>

Определяемрасчетный размер dр по переходам, начиная с конечного:

Назначаемдопуски для заготовки и для каждого перехода:

ТЗАГ= 840 мкм;

Т1= 520 мкм;

Т2= 210 мкм;

Т3= 84 мкм;

Т4= 52 мкм;

Определяемпредельные размеры :

Определимпредельные значения припусков:

Наосновании данных расчета строим схему графического расположения припусков идопусков по обработке отверстия Ø30Н6 (рисунок 1.4).

Общиеприпуски Zomin и Zomax определяем, суммируя промежуточныеприпуски:

TЗ– TD = 2Zmin – 2Zmax

840– 52 = 788 мкм

2573– 1785 = 788 мкм

Чертимсхему припусков:

Рисунок1.4 – Схема графического расположения допусков

1.10Разработка технологических операций

Учитываясреднесерийный тип производства, производим выбор моделей станочного оборудования. Необходимо производить выбормоделей, которые обеспечивали бы наименьшие трудовые и материальные затраты, а также себестоимость обработки заготовки. Характерпроизводства определяетприоритет выбора в пользу полуавтоматных и универсальных станков.

Дляобработки 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. Приобработке поверхностей 12 и20 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 “Корпускронштейна” – 9019.10.01.118 представлен в комплекте технологической документации проекта.

1.11 Расчет режимов резания

Рассчитаемрежимы резания по эмпирическим формулам для операции 005 (токарная). Принимаемприпуски по таблицам припусков по справочнику Балабанова (с. 194-195). КоэффициентCv, подачи (с согласованием с подачами станка) и стойкость инструментапринимаем по таблицам [2, с.265-284].

Мощностьвыбранного станка по паспорту 10 кВт.

Условиеприменяемости станка: N ≤ Nст.

Находимпоправочный коэффициент Kр:

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

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

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

Обработкаотверстия Ø30 мм:

Режимырезания для перехода 1: