Процесс обработки детали "Муфта"

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Контрольная работа

Предмет: Теория технических систем

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных для разработки техпроцесса

2. Выбор эскиза заготовки и его разработка

3. Разработка и обоснование маршрута обработки детали

4. Маршрутная технология обработки детали

5. Расчет погрешности обработки на операции

6. Расчет припуска на обработку поверхности

7. Расчет режимов резания

8. Модель технической системы

Список использованной литературы

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 видами технологических машин обеспечивают изготовление любых видов оборудования.

Конструкции создаваемых станков должны быть перспективными, т. е. Отвечать требованиям завтрашнего дня. При разработке нового станка необходимо заложить в проект определенный запас совершенства и новизны решений его основных элементов по сравнению с уже известными. При создании нового станка следует стремиться к сокращению сроков проектирования и освоения его производства.

Вновь создаваемые станки должны быть общественно целесообразными, технически и эстетически совершенными, экономичными. Известно, что один и тот же станок, отвечающий всем этим требованиям, может иметь различную кинематику, конструкцию, компоновку, форму. Только оптимальное сочетание удачного конструктивного решения современных прогрессивных технологических процессов, совершенных форм организации производства и высокого качества изготовления может обеспечить создание станка, отвечающего требованиям эксплуатации, экономичного и обладающего высоким эстетическим качеством. Все эти задачи с успехом могут быть решены только при правильной организации труда конструкторского бюро.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства в настоящее время важно качественно, дешево и в заданные сроки с минимальными затратами живого и общественного труда изготовить машину, применив современное высокопроизводительное оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависят долговечность и надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.

Большое значение имеет повышение и технологического обеспечения точности в машиностроении. Решение вопросов точности должно решаться комплексно. Так повышение точности изготовления изготовление заготовок снижает трудоемкость механической обработки. С развитием автоматизации производства проблема получения продукции высокого качества становится все более актуальной. Ее решение должно базироваться на глубоком исследовании технологических факторов, влияющих на точность. А также на применение новых прогрессивных технологических методов и процессов. Из изложенного следует, что установление заданной точности - ответственная задача конструктора.

Анализ исходных данных для разработки технологического процесса

Дан чертеж детали «Муфта».

Деталь представляет собой тело вращения с большими перепадами диаметров. Она применяется для передачи крутящего момента к валу или от вала к шлицу.

Марка материала - Сталь 45Х ГОСТ 8479-70

Твердость 255-302НВ.

Заменитель стали : 40Х, 50Х, 45ХЦ, 40ХГТ, 40 ХФ, 40 Х2АФЕ.

Хим. состав, % приведен в таблице № 1.

Табл. №1, химический состав - Сталь 45 Х

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Медь (Cu), не более	0.30
Никель (Ni), не более	0.30
Сера (S), не более	0.035
Углерод (C)	0.41-0.49
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr)	0.80-1.10

Масса детали - 3,05

Неуказанные предельные отклонения, механически обрабатываемых отверстий по Н14, валов h14. Поковка 2 класса точности.

Габаритные размеры детали : L_общ = 40 мм, d_max = 174мм.

Объем выпуска детали - 60000 штук в год.

Тип производства - крупносерийное.

Таким образом, исходными данными для разработки технологического процесса являются: рабочий чертеж детали со всеми необходимыми техническими условиями, назначение детали и условия ее работы в сборочной единице, а также годовой выпуск деталей и машин.

Выбор способа получения поверхности.

Поверхность	Шероховатость, Ra, Rz	Квалитет обработки	Способ получения поверхности
З	1,25	±IT8	Тонкое точение
Л	3,2	±IT6	Сверление Резьбонарезание
Г	3,2	±IT14	Точение
А Б В Ж Е М	6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3	±IT17 ±IT14 ±IT12 ±IT14 ±IT14 ±IT14	Точение
И	6,3	±IT14	Зубонарезание

Выбор метода получения заготовки

Данная деталь на предприятии должна изготавливаться в объеме 6000 штук в год, что характерно для мелкосерийного производства. Нужно произвести выбор метода получения заготовки исходя из экономического обоснования. Существует 2 возможных способа получения заготовки: поковка и прокат.

1. Поковка.

Заготовки для деталей типа муфты целесообразно получать штамповочным оборудованием ГКМ.

Q = 4,8 кг - масса заготовки;

q = 3,05 кг - масса детали.

Стоимость заготовок, полученных штамповкой на молотах и прессах, определяется следующим образом. За базу принимается стоимость 1т штамповок С₁=35000 руб. Коэффициенты выбираются по следующим данным:

а) в зависимости от точности штамповок по ГОСТ 7505 - 74 значения коэффициента k_т принимаются: повышенной точности- 1,05; нормальная - 1;

б) в зависимости от марки материала штамповки значение коэффициента k_м: для легированной стали составляет 1,13;

Значения коэффициентов k_с и k_в приводятся в табл. 2.8 [1].

k_с =0,87; k_в =1.

Коэффициент k_п определяется из условия: если оббьем производства заготовок (годовая программа) больше значений, указанных в табл. 2.13[1], принимают k_п=0,8, в остальных случаях - k_п=1,0. В данном случае k_п=1,0.

Группа (степень) сложности определяется по прил. 2 [1] ГОСТ 7505 - 74.

Стоимость заготовок определяется по формуле:

,

Где C_i - базовая стоимость 1т заготовок, руб.;

k_т, k_с, k_в, k_м, k_п - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

S_отх.= 3000 руб. - заготовительная цена на стружку за тонну.

S_заг = (35000/1000 4,881,051,8711,131) - (4,88-3,05) 3000/1000 = 373,47

Припуски на механическую обработку

;

Z=5мм; д=±2мм.

Допуски и припуски и кузнечные напуски.

1.Штамповочное оборудование ГКМ.

Нагрев заготовок - индукционный.

Материал 45Х (по ГОСТ 8479-70)

Масса детали 3,05 кг

2.Исходные данные расчета:

2.1 Масса поковки (расчетная)

Расчетный коэффициент К_р - 1,6 (прил.3[ 6 ])

3,05кг х 1,6 = 4,88

2.2 Класс точности - Т2

2.3 Группа стали - М2 (табл.1 [6 ])

2.4 Размеры описывающей поковку фигуры (цилиндр),мм:

Диаметр - 182,7 (174 х 1,05)

Длина - 42 ( 40 х 1,05)

Масса описывающей фигуры (расчетная) -

G_ф = m = V = Sh = (d²/4) h = 3,140,18²/4 0,042 7800 = 8,3 кг

G_n : G_ф = 4,88:8,3 =0,58, значит степень сложности - С2

2.5 Конфигурация поверхности разъема штампа П (табл.1 [ 6 ])

2.6 Исходный индекс - 9 (табл.2 [ 6])

3. Припуски и кузнечные напуски.

3.1 Основные припуски на размеры,мм:

4,5 - диаметр 174 мм чистота поверхности 6,3

1,5 - диаметр ступицы 65 мм и чистота поверхности 0.8;

- толщина 20 мм и чистота поверхности 6,3

- толщина 40 мм и чистота поверхности 6,3

- толщина 40 мм и чистота поверхности 3,2

3.2 Дополнительный припуск, учитывающий отклонение от плоскостности - 0,25 мм (табл.15 [ 6 ])

4. Размеры поковки и их допускаемые отклонения

4.1 Размеры поковки, мм:

диаметр 174 + 4,5 х 2 = 183 принимается 183

диаметр 65 + 4 х 2 = 73 принимается 73

толщина 40 + 6 + 6 +0,2 х 2 = 52,4 принимается 52

толщина 20 + (1 + 0,2) х 2 = 22,2 принимается 22

4.2 Радиус закругления наружных углов - 2,5 (минимальный) принимается 4,0 мм (табл.7 [6 ])

4.3 Допускаемые отклонения размеров ( табл.8), мм:

183_-0,5^+1,1

73_-0,4^+0,8

52 _-0,4^+0,8

22_-0,3^+0,7

4.4 Допуск размеров, не указанных на чертеже поковки, принимается равным 1,5 допуска соотв. размера поковки с равными допусками и отклонениями.

4.5 Неуказанные допуски радиусов закругления 0,5 ( по п.5.23 [6 ])

4.6 Допускаемая высота торцевого заусенца - 3,0 мм ( табл.11 [6 ])

4.7 Допустимые отклонения от плоскости - 0,4 мм (табл.13 [6 ])

Расчет припуска на обработку поверхности

Расчет производим для диаметра 65 h8, промежуточные результаты заносим в табл.1.

Технологический маршрут обработки поверхности 65 h8 состоит из чернового и чистового обтачивания, а также из чернового шлифования и чистового шлифования. Рассматриваем при закреплении в трехкулачковом патроне.

Значения параметров шероховатости и глубины дефектного слоя - Rz=150 и Т =250 соответственно для всех технологических переходов обработки поверхности назначаем по табл.4.3 [1, стр.63] и табл.4.5 [1, стр.64].

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки рассчитывается по формуле [1, табл.4.7, стр.68]:

где ?_к = 0,5 [1, табл.4.8, стр.71], местную кривизну ступенчатых валов на участке ступени определяют по формуле:

.

Остаточное пространственное отклонение:

после чернового обтачивания:

с₁ = к_уЧ с_з,

где к_у = 0,06 [1, стр.73],

с₁ = 0,06 Ч 95= 5,7 ? 6 мкм;

после чистового обтачивания:

с₂ = к_уЧ с₁,

где к_у = 0,05 [1, стр.73],

с₂ = 0,05 Ч 6 = 0,3 ? 0.5мкм.

после чернового шлифования:

с₃ = к_уЧ с₂,

где к_у = 0,02 [1, стр.73],

с₃ = 0,02 Ч 0.5 = 0,01 ? 0.05мкм

после чистового шлифования:

с₄ = к_уЧ с₂,

где к_у = 0,02 [1, стр.73],

с₄ = 0,02 Ч 0.05 = 0,001? 0.00мкм

Расчет минимальных припусков производим, пользуясь основной формулой [1, табл.4.2, стр.62]:

.

Минимальный припуск:

под черновое обтачивание:

;

под чистовое обтачивание:

;

под черновое шлифование:

;

под черновое шлифование:

.

Значения допусков каждого перехода принимаем по табл.4 [2, стр.8] в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Для чернового обтачивания по 12 квалитету значение допуска составляет 400 мкм, для чистового обтачивания по 10 квалитету - 160 мкм, для чернового шлифования по 9 квалитету - 63 мкм, для чистового шлифования по 8 квалитету - 40 мкм.

Имея расчетный (чертежный) размер, после последнего перехода (чистового шлифования 64,954) для остальных переходов получаем:

для чистового шлифования:

d_р3 = 65 + 20,200= 65,04 мм;

для чистового обтачивания:

d_р2 = 65,04 +20,305 = 65,65 мм;

для чернового обтачивания:

d_р1 =65,65 + 20,66 = 66,97 мм;

для заготовки:

d_рз = 66,97 + 20,495 = 67,96 мм

Возьмем заготовку Ш68_-0,046 мм.

Отсюда получим минимальный припуск под черновое обтачивание:

2•Z_min = 67,96- 66,97 = 0,99 мм вместо 0.495 мм (2•Z_min = 2 • 400 мкм).

Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе «Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода, округляя расчетные размеры увеличением их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру:

для чистового шлифования:

d_min = 65 + 0,04 = 65,04 мм ;

для чернового шлифования:

d_min = 65,04 + 0,063= 65,104 мм;

для чистового обтачивания:

d_min = 65,104 + 0.16 = 65,264 мм

для чернового обтачивания:

d_min = 65,264 + 0.4 = 65, 664 мм;

для заготовки:

d_min = 65, 664 + 0,4 = 66, 064 мм.

Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и - как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

для чернового обтачивания:

;

.

для чистового обтачивания:

;

.

для чернового шлифования:

.

.

для чернового шлифования:

;

.

На основании данных расчета строим схему графического расположения припусков и допусков по обработке поверхности Ш65 h8.

Общие припуски Z_оmin и Z_omax определяем, суммируя промежуточные припуски:

;

.

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

; ;

; ;

; ;

; ;

Таблица 1

Расчет припуска для обработки поверхности 65h8

	Rz	Т	сi	Расчетный припуск 2zmin	Расчетный размер dр	Допуск д, мкм	Предельный размер	Предельные значения припусков, мкм
							dmin	dmax
Заготовка	150	250		-	67,96	1350	66,04	67,96	-	-
Точение: черновое чистовое	50 30	50 30	95 6	2•495 2•66	66,97 65,65	400 160	65,66 65,26	66,97 65,65	40 400	990 1320
Шлифование: Черновое Чистовое	10 10	20 15	0,5 0,05	2•30,5 220,05	65,04 65	63 40	65,1 65	65,04 65	160 100	610 40



Рис. 1. Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ш65h8.

Расчет режимов резания на р-р Ш65h8.

Растачивание (черновое)

Инструмент: Резец ГОСТ 9795-84, материал пластины Т15К6

Глубина резания при черновой обработке

t = 3 мм

Подача: выбираем из рекомендованной

S_ч = 0,5мм/об

Скорость резания , м/мин:

= (С / Т^m t^x S^y ) k, где

k = k_m k_n k_u

k_m = k_r (750/_в)ⁿ = 1,0 (750/620)¹ = 1,21

k_r = 1,0

_в = 620

n = 1

k_n = 0,8

k_u = 1,0

k = 1,21 0,8 1,0 = 0,9

С = 350 Т = 15 мин

x = 0,15

y = 0,35

m = 0,20

= (С / Т^m t^x S^y ) k = 350/(15^0,2 3^0,15 0,5^0,35) 0,9 = 16,0 м/мин

n = 1000V/ D = 100016/ 3,14 65 = 78,39

n принимаем по паспорту станка

Растачивание (чистовое)

Инструмент: Резец ГОСТ 9795-84, материал пластины Т15К6

Глубина резания при черновой обработке

t = 1 мм

Подача: выбираем из рекомендованной

S_ч = 0,13 мм/об

Скорость резания , м/мин:

= (С / Т^m t^x S^y ) k, где

k = k_m k_n k_u

k_m = k_r (750/_в)ⁿ = 1,0 (750/620)¹ = 1,21

k_r = 1,0

_в = 620

n = 1

k_n = 0,8

k_u = 1,0

k = 1,21 0,8 1,0 = 0,9

С = 420

Т = 15 мин

x = 0,15

y = 0,2

m = 0,2

= (С / Т^m t^x S^y ) k = 420/(15^0,2 1^0,15 0,13^0,2) 0,9 = 33,0 м/мин

n = 1000V/ D = 100033/ 3,14 65

n принимаем по паспорту станка

Маршрут обработки детали 20-14-21 по предлагаемому варианту.

Номер операции	Наименование операции и применяемое оборудование
005 010 015 020 025 030 035 040 045 050 055 060 065 070 075	Заготовительная 8В262 Кузнечная ГКМ Термическая обработка Токарная 1Б265П -4К Токарная 1Б265П -4К Токарная 1Б265П -4К Долбежная ЕЗ-9В Слесарная Протяжная 7512 Сверлильная 2А622Ф3 Термическая обработка Шлифовальная 3У131ВМ Промывка Контроль Нанесение антикоррозионного покрытия

Список использованной литературы

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов].-4-е изд., перераб. и доп.-Мн.: Выс. школа, 1983.-256 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2Т. Т1/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М: Машиностроение, 1988.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2Т. Т2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М: Машиностроение, 1988, 496 с.

4. Справочник инструментальщика / И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. Ред. И.А.Ординарцева. -Л.: Машиностроение,Ленингр-ое.отд-ие.1987.-846с.: ил.

5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т.1 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А.Батуев и др. - М.: Машиностроение, 1991. - 640 с.: ил.

6. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные - М.: 1990