Технологический процесс изготовления поводка

содержание

 

Введение 3

1.Назначение  и  характеристика  изделия 4

2. Анализ технологичности  конструкции 5

3.  Определение  типа  производства 5

4.Анализ  базового  техпроцесса 6

5.  Выбор  заготовки 6

6. Расчет припусков для  механической обработки заготовки 6

7.  План обработки основных  поверхностей 9

8.  Расчет  режимов   резания 10

9. Расчет  основного   времени 14

10. Себестоимость операции  сверление по внутреннему диаметру 15

11. Выбор режущего инструмента 16

12. Выбор измерительного  инструмента 17

Заключение 18

Библиографический список 19

 

 

 

 

 

 

Введение

Машиностроение является основой научно – технического прогресса  в различных отраслях народного  хозяйства. Непрерывное совершенствование  и развитие машиностроения связано  с прогрессом станкостроения, поскольку  металлорежущие станки вместе с некоторыми  другими видам технологических  машин обеспечивают изготовление любых  новых видов оборудования.

Современные металлорежущие станки обеспечивают исключительно  высокую точность обработанных деталей. Ответственные поверхности наиболее важных деталей машин и приборов обрабатывают на станках с погрешностью в долях микрометров, а шероховатость  поверхности при алмазном точении не превышает сотых долей микрометра. Требования  к точности в машиностроении постоянно растут, и это, в свою очередь, ставит новые задачи перед прецизионным станкостроением.

Специалисты в области  технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов находятся  на одном из самых ответственных  участков всего научно – технического прогресса.

В настоящее время требуется  создание новых моделей станков, станочных модулей, гибких производственных систем.

Технология машиностроительного  производства в значительной степени  определяет его состояние и развитие. От ее уровня зависит эффективность  труда, расходование материалов и качество продукции.

В настоящее время в  промышленном производстве большое  значение приобрело требование повышения  производительности производственного  процесса. Делается это в том числе  путем анализирования детали и предложения наиболее оптимального решения.

Основная задача курсового  проекта  обеспечить деталь заданного  качества при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и  высокой производительности. Анализ выбранного объекта проводится на основании  ознакомления с конструкцией детали, ее назначения, условий работы в  механизме.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Назначение  и  характеристика  изделия

Деталь  поводок  является сопрягаемой деталью с осью или  валом,  выполняет функцию передачи усилия.

Поводок состоит из ступеней цилиндрической формы разного диаметра, некоторые поверхности ослаблены  удалением части металла.

Поводок соединяется с  осью  или валом при помощи шпонки и соответствующей посадки.

Объем годового выпуска поводка  составляет 7500 штук (задано).

Наружный диаметр  поводка  – d = Ø100 , диаметр внутренний d = Ø30Н7, толщина диска поводка – 35.

Условия работы определяют наличие  допусков на торцевое биение  поверхностей  по 7 степени  точности, на отклонение по цилиндричности,  перпендикулярности.

Диаметр наружной поверхности  имеет   шероховатость    поверхности    Ra =6,3 мкм,  шероховатость   поверхностей    отверстия под посадку составляет Ra = 0,8мкм, поверхность под шпонку – Ra   = 3,2мкм.

 Рассчитаем массу данной  детали:

  = V*ρ

   =(3,14*〖50〗^2*35-3,14*〖15〗^2*35-3,14*3^2*35-8*5*35-3,14*〖7,5〗^2*30-3,14*100*5-1570-4,2945)*7,85=1,8 кг.

Механические свойства стали 20Х должны соответствовать ГОСТ 4543 – 90.

     Данные  о   химическом  составе  и  механических  свойствах  материала  вносим  в таблицы 1,2. 

Таблица1.

Химический состав стали 20Х (ГОСТ4345 – 90), %

C Si Mn S P Ni

0,17 – 0,23 0,17 – 0,37  0,5 – 0,8  до 0,035 до 0,035 до 0,3

Таблица2.

Механические свойства  стали 20Х (ГОСТ4345 – 90), %

Марка  FТ ,

МПа FВ ,

МПа d5 ,

% y,

% KCU,

кДж/м2 HB 10-1

Сталь 20Х 195 390  23 50 540 179

где:

FТ - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа];

FВ - Предел кратковременной прочности , [МПа];

d5 - Относительное удлинение при разрыве , [ % ];

y - Относительное сужение , [ % ];

KCU - Ударная вязкость, [ Дж / cм2];

HB - Твердость по Бринеллю, [МПа].

2. Анализ технологичности  конструкции

 

Каждая деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и материальными затратами.

Основным методом обработки является обработка резанием.

Деталь закрепляется в оправках, центрах и патроне. Центрирование повышает точность достижения размеров.

Почти все поверхности детали имеют свободный доступ инструментов за исключением поверхности, требующей компактную конструкцию резца.

Конструкцию  поводка  можно считать технологичной при условии использования высокопроизводительного оборудования и создания оснастки и инструмента. На конечных операциях необходимо  обрабатывать  поверхности: Ø30Н7.  Этим будут выполняться технические требования  радиальному биению, заданные в чертеже.

Масса детали составляет 1,8 кг; это говорит о том, что нет необходимости в использовании специальных грузоподъёмных устройств для установки, снятия и перемещения.

Из анализа технологичности детали можно сделать вывод о том, что деталь является достаточно технологичной, простой по конструкции и изготовлению.

3.  Определение  типа  производства

В зависимости от габаритов, массы (веса) и размера годовой программы выпуска изделий, предусмотренными курсовым заданием определяем тип производства по таблице 6.3. [1, с. 310]

Масса детали 1,8 кг и годовая программа выпуска изделий 7500 деталей в год, поэтому производство средне – серийное.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляющихся периодически повторяющимися партиями. При серийном производстве используются универсальные станки. Технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован.

Определим величину партии детали

  ,

где:

    N – размер годовой программы выпуска деталей,

Ф – число  рабочих дней в году

а – число дней, на которое нужно иметь запас деталей на складах, для средне – серийного принимаем – 5 дней

 

                                           деталей 

 

4.Анализ  базового  техпроцесса

Так как мы не имеем  базового  техпроцесса,    разрабатывая план обработки основных поверхностей заготовки,  придерживаемся  ниже перечисленных критериев.

Первыми  обрабатываем поверхности, которые будут являться базами для последующей обработки. Затем обрабатываем поверхности, имеющие максимальные припуски. Далее обработку поверхностей производим в зависимости от заданной точности размеров. Чем точнее размер, тем позднее он должен обрабатываться. Также следует исключить возможность повреждения обработанных поверхностей в результате последующей обработки других поверхностей.

5.  Выбор  заготовки

             Так как деталь – поводок  имеет диаметр 100мм, то принимаем   заготовку  из круглого проката  диаметром 105мм. Прокат по ГОСТ 2590 – 88.

Определим коэффициент использования металла (КИМ)

,

где:

     - масса детали  по чертежу, кг,

     - масса материала  заготовки с неизбежными технологичными  потерями, кг.

=  1,8 кг;

= 61,654/1000*35=2,1 кг

                                              Kи.м= 1,8/2,1 = 0,86

 

6. Расчет припусков для  механической обработки заготовки

Припуски на обработку всех поверхностей устанавливаем с использованием опытно статистического метода [1]. При этом методе припуски назначаем без учета конкретных условий построения технологического процесса. По таблице принимаем припуски на механическую обработку деталей из металлов для плоскостей равные 2 мм, а для отверстий припуск на диаметр при его номинальном размере до 50 мм равный 3 мм.

Для наружной поверхности промежуточные припуски определяем расчетно-аналитическим методом, разработанным профессором В.М. Кованом [1] и учитывающим конкретные условия выполнения технологического процесса.

Минимальный  припуск  при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск) для каждого перехода механической обработки определим из уравнения:

                     [1, c. 325],                          

 

где:

 Rzi–1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

 hi–l – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой);

DSi–1 – суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности (отклонения от плоскостности, прямолинейности на предшествующем переходе);

ei, – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Определим припуск на обработку и промежуточные предельные размеры для поверхности Ø30 Н7 .

Суммарное значение Rz и h, характеризующие качество поверхности деталей, получаемых прокатом  [1] принимаем:

                     .

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяем по формуле [1]:

  , [1, рис. 6.8]                                    

где:

      - отклонение  плоской поверхности от плоскостности  (коробление); 

Δу- смещение оси заготовки после зацентровки.

Коробление, находим как произведение коробление на один мм   и наибольшего размера заготовки L:

  = 0,75 • 35 = 26мкм    

Рассчитаем припуск на обработку и промежуточные предельные размеры.

Технологический маршрут обработки поверхности состоит из трех переходов: чернового, чистового и тонкого, выполняемых при одной установке обрабатываемой детали.

Смещение оси центрования в результате погрешности центрования:

, [1, рис. 6.8]

где:

     Т = 840 мкм  допуск на размер заготовки.

                               

Определяем суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа и величину коробления:

 

Величину остаточного отклонения расположения Δост после чернового растачивания определим, принимая Кγ равным 0,06:

                              

 

 

Погрешность установки при черновом растачивании найдем по формуле.

По таблице 39 [1] принимаем, εз = 125мкм, следовательно,

 

Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании равна

,

 

Подставив найденные значения в формулу, получим минимальные межоперационные припуски под растачивание:

  черновое: ;

   чистовое: ;

   тонкое: ;

Результаты расчетов представим в виде табл.4

Таблица 4

Расчет припусков на обработку и предельных размеров

по технологическим переходам внутреннего Æ 30Н7

     Маршрут Элементы припуска, мкм Расчетные

величины Допуск размера,

мкм Принятые

 значения 

заготовки, Æ, мм  Предельные

припуски

2Z,мкм

 

Rz 

h 

Då 

e Zi,

мкм dmin,

мм  mах min mах min

Прокат  400 327   31,978 840 32,818 31,952 - -

Точение

черновое 50 50 19,62 125 1455 30,523 250 30,773 30,52 2,04 1,432

Точение

 чистовое 20 20 ― 57,62 322 30,201 100 30,301 30,20 0,472 0,32

Точение тонкое 4 0 ― 50 180 30,021 21 30,042 30,00 0,259 0,2

Значения допусков каждого перехода принимаем по таблице в соответствии с квалитетом (Н7).

Определим наименьшие размеры по технологическим переходам (сумму наименьших предельных размеров предыдущих переходов с величиной припуска выполняемого перехода):

для тонкого точения: ,

для чистового точения: ,

для чернового точения:

Вычислим наибольшие предельные размеры по переходам (сумму наименьших предельных размеров и допусков на размер):

Dmax4 = 30,021+0,021=30,042мм;

Dmах3 = 30,201+0,1=30,301мм;

Dmах2 = 30,523+0,25=30,773мм;

Dmах1 = 31,978+0,84=32,818мм.

Вычислим максимальные припуски:

                                     ,

                                     ,

,

Минимальные припуски:

;

,

.

Общие припуски   и   определяем, суммируя промежуточные припуски на обработку:

.

,

Проверим правильность произведенных расчетов по формуле:

,

тогда: ,    .

Условие выполняется, следовательно, расчет проведен, верно.

Остальные припуски на механическую обработку назначаем в соответствии с ГОСТ 2.423-78.

7.  План обработки основных  поверхностей

Разрабатывая план обработки основных поверхностей заготовки,  придерживаемся  ниже перечисленных критериев.

Первыми  обрабатываем поверхности, которые будут являться базами для последующей обработки. Затем обрабатываем поверхности, имеющие максимальные припуски. Далее обработку поверхностей производим в зависимости от заданной точности размеров. Чем точнее размер, тем позднее он должен обрабатываться. Также следует исключить возможность повреждения обработанных поверхностей в результате последующей обработки других поверхностей.

Схема технологического процесса изготовления детали приведена в таблице 5.

Таблица 5. Схема технологического процесса изготовления детали

Номер

операции Наименование и краткое содержание

Операции Станок, оборудование Оснастка

005

Отрезная 

Отрезать заготовку Абразивно – отрезной автомат 8В262 Тиски

010 Термическая обработка  

015 Токарная

Подрезать торцы ∅100/∅30Н7 предварительно. Точить выточку ∅80/∅40 окончательно.   Токарный с ЧПУ КТ141 Трехкулачковый патрон

020 Сверлильная

Сверлить , зенкеровать, расточить ∅30Н7 , на длину 35  Вертикально - сверлильный 2Н135  Кондуктор