Разработка технологического процесса механической обработки втулки подшипника натяжного устройства

Служебное назначение и виды поверхностей втулки подшипника. Разработка технических требований на ее изготовление. Определение типа производства и метода получения заготовки детали. Технологический процесс механической обработки. Расчет режимов резания.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 16.03.2011
Размер файла 713,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Костанайский государственный университет

Факультет технический

Кафедра техники и технологии

Курсовая работа

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВТУЛКИ ПОДШИПНИКА

НАТЯЖНОГО УСТРОЙСТВА

Сергеев Иван Юрьевич

Костанай, 2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ исходных данных

1.1 Служебное назначение и виды поверхностей детали

1.2 Разработка технических требований на изготовление детали

1.3 Определение типа производства и метода работы

1.4 Анализ технологичности детали

2. Выбор вида, способа получения и формы заготовки

2.1 Обоснование вида и метода получения заготовки

2.2 Описание формообразования заготовки

2.3 Обеспечение технологичности конструкции заготовки

3. Проектирование технологического процесса механической обработки

3.1 Определение маршрута обработки отдельных поверхностей детали, шероховатости и точности обработки

3.2 Выбор типа оборудования, приспособлений и инструмента

3.3 Расчет линейных технологических размеров и назначение допусков

3.4 Расчет диаметральных технологических размеров и назначение допусков

4. Проектирование технологической операции

4.1 Расчет режимов резания, технических норм времени, определение разряда работ

4.2 Расчет сил зажима

4.3 Расчет приспособления на точность

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Металлорежущие станки являются основным видом заводского оборудования, предназначенного для производства всех современных машин, приборов, инструментов и других изделий, поэтому количество металлорежущих станков, их технический уровень в значительной степени характеризует производственную мощность страны.

Основным направлением народного хозяйства предусматривается увеличить объем выпуска металлорежущих станков, кузнечно-прессовых машин, обеспечит опережающее развитие выпуска станков с ЧПУ, развитие производства тяжелых и уникальных станков.

Главная задача состоит в обеспечении дальнейшего роста благосостояния людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорение научно-технического прогресса перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования потенциала страны всемирной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы.

В решении этой задачи существенное место занимает ускорение научно-технического прогресса на базе технического перевооружения производства, создание высокопроизводительных машин и оборудования большой единичной мощности, внедрение новой техники и материалов, прогрессивной технологии и систем машин для комплексной механизации и автоматизации производства.

Ведущее место в дальнейшем росте экономики страны принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства.

Практическому осуществлению широкого применения прогрессивных типовых технологических процессов, оснастки оборудования, средств механизации и автоматизации, содействует единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП), обеспечивающая для всех организаций и предприятий системный подход оптимизации выбора методов и средств технологической подготовки производства.

Разработка новых синтетических сверхтвёрдых инструментальных материалов позволило расширить не только диапазон режимов резания, но и спектр обрабатываемых материалов. Повышение точности станков было достигнуто введением в их конструкцию узлов, реализующих новые принципы (например, использование бесконтактных измерительных систем).

Наряду с повышением точности станков происходит процесс дальнейшей их автоматизации на базе регулируемых электроприводов, средств электроавтоматики и вычислительной техники. В связи с применением числового программного управления при обработке на станке увеличилась степень концентрации на каждом отдельном станке, и для дальнейшего повышения их надёжности стали оснащать средствами диагностирования и оптимизации обработки, что весьма важно для станков в составе гибких производственных систем.

В настоящее время развитие станкостроительной отрасли идёт в направлении повышения производительности металлорежущих станков, их надёжности и точности на базе применения автоматизированных процессов, унифицированных станочных модулей, роботизированных технологических комплексов и вычислительной техники.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

1.1 Служебное назначение и виды поверхностей детали

Служебное назначение втулки подшипника - это обеспечение заданного положения подшипника скольжения внутри корпуса. Ее изготавливают из более качественного, более твердого материала (чаще всего из стали), чем корпус привода. Материал, из которого изготавливается втулка, подвергают закалке - для придания прочности, цементации - для повышения износостойкости и т.д.

Рисунок 1.1 Виды поверхностей

В данной детали:

- 4 наружных цилиндрических поверхностей: 1, 4, 5,19;

- 5 внутренних цилиндрических поверхностей: 3,7, 16, 23, 24;

- 10 плоских торцевых поверхностей: 2, 6,8,9,14, 15, 18,20, 21, 22;

- 1 фасонные поверхности: 17.

- 1 радиуса: 12.

Таблица 1.1 Химические свойства штамповок из стали 12Х2Н4А-Ш

Марка

стали

Содержание элементов в %

Твердость НВ

не более

С

Si

Mn

Cr

Ni

12Х2Н4А-Ш

<0,15

0,17 - 0,37

0,30 - 0,60

1,25 - 1,65

3,30 - 3,70

255

Таблица 1.2 Механические свойства штамповок из стали 12Х2Н4А-Ш

Марка

стали

Механические свойства, не менее

Предел текучести

ут

Предел прочности при растяжении увр

Относительное удлинение д

Относительное сужение площади поперечного сечения ш

Ударная вязкость

ан

в кГ/мм2

в %

в кГм/см2

12Х2Н4А-Ш

100

120

1

50

9

1.2 Разработка технических требований на изготовление детали 6

Таблица 1.3 Анализ технических требований чертежа

п/п

Технические требования чертежа

Назначение технических требований и способы их обеспечения

Схемы контроля

1

Покрытие поверхн. В, Д: Цементировать

h 0,6...1,0 мм

Допускается цементировать поверхности Е,Ж,З

- поверхн. В,Д,Ж,З,Е -процесс поверхностного насыщения стальных деталей углеродом. Цель - получить детали связкой сердцевиной и твердой поверхностью. Такие детали во время работы не разрушаются от ударов и хорошо сопротивляются истиранию

Таблица 1.4 Технические требования к детали
№№

п/п

Техническое требование

Назначение технического требования и способ его обеспечения

Схема контроля

1.

Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/

Для контроля расположения отверстий на чертеже

2.

Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/

Для контроля расположения отверстий на чертеже.

1.3 Определение типа производства и метода работы

Типа производства определяем по массе и программе выпуска (табл 2. стр.120 [1]).

Для m = 0,150 кг, Q = 10.000 шт. - тип производства - среднесерийное.

где - Q - программа выпуска, в шт;

m - масса заготовки, в кг.

1.4 Анализ технологичности детали

По своей конструкции деталь является достаточно технологичной. Основными поверхностями являются следующие поверхности: O62, O55, O45

Остальные не указанные поверхности являются вспомогательными.

Изготовленные, путем механической обработки, поверхности имеют необходимую и достаточную точность и шероховатость поверхностей. Это обеспечивает точную работу в узле. Неуказанные предельные отклонения ряда поверхностей выполняется в соответствии со СТ СЭВ 144-75. Для изготовления детали используется сталь 12Х2Н4А, заготовка получается методом штамповки.

Деталь изготовлена с минимальными трудовыми затратами и с соблюдением требований и технологии.

Таблица 1.5 Анализ технологичности конструкции детали

п/п

Нетехнологичные элементы и свойства детали

Предложения по повышению технологичности детали

1

глухое отверстие O0,6 на длину 2.

применение спец. инструмента

2

Не симметричное расположение отверстий O6,8

Изменить нельзя

Вывод: Данная деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки. Имеет хорошие базовые поверхности для первоначальной операции и довольно простота по конструкции.

2. ВЫБОР ВИДА, СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ И ФОРМЫ ЗАГОТОВКИ

2.1 Обоснование вида и метода получения заготовки

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения напусков и припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастает себестоимость заготовки, но при этом снижается трудоемкость и себестоимость последующей механической обработки заготовки, повышается коэффициент использования материала. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие заготовки требуют последующей трудоемкой обработки и повышенного расхода материала.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при её минимальноё себестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовки по калькуляции заготовительного цеха и себестоимости её последующей обработки до достижения заданных требований качества по чертежу. При проектировании технологического процесса механической обработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки и, в частности, - наличии в заготовке отверстий, полостей, углублений, выступов.

В общем случае механические свойства литых заготовок ниже, чем кованных или из проката того же металла, однако на трение они работают несколько лучше. Кроме того, трудоемкость обработки литых заготовок в среднем на 15-30% меньше, чем штампованных, из-за большей приближенности первых к форме готовой детали.

Ковкой получают поковки простой формы массой до 250 т с большими напусками. Применяя специальный инструмент, уменьшают напуски. Припуски и допуски на поковки, изготовляемые на молотах, от 5мм до (34±10) мм, а на поковки, изготовляемые на прессах, от (10±3) мм до (80±30) мм; для необрабатываемых участках предельные отклонения снижают на 25-50%. С применением подкладных штампов (закрытых и открытых) получают поковки массой до 150 кг (главным образом мелки до 5 кг) с относительно сложной формой, без напусков; припуски - 3 мм и выше, допуски мм и более [1] стр.135.

В качестве заготовки для детали «Стакан» используется штамповка. Данный вид заготовки является наиболее экономически выгодным по ряду причин. Дело в том, что заготовка данной конфигурации не может быть получена методом проката из-за сложной формы внешних и внутренних поверхностей. Еще одним из вариантов получения заготовки для детали «Стакан» является метод отливки, но для этого необходимо увеличивать припуски на механическую обработку. Такая необходимость вызвана тем, что у отливок присутствуют значительные термические деформации, вследствие ее остывания в форме, а так же различные посторонние включения на поверхности заготовки, которые снижают качество структуры металла на поверхности. Далее стоит отметить, что внутри объема металла так же возникают значительные внутренние напряжения, вызванные термическими деформациями, что может привести к появлению трещин, что повышает вероятность поломки детали.

Из вышесказанного следует, что заготовка в виде штамповки является экономически более выгодной и более технологичной.

В качестве оборудования для штамповки используем кривошипный горячештамповочный пресс. На данном оборудовании получают заготовки с массой до 50 - 100 кг, простой формы, преимущественно в виде тел вращения. Применяют для сокращения расхода металла (отсутствия заусенец) и для сталей и сплавов с пониженной пластичностью.

2.2 Описание формообразования заготовки

Кривошипные ковочно-штамповочные прессы относятся к числу наиболее прогрессивных кузнечно-прессовых машин. Внедрение кривошипных прессов в штамповочное производство обеспечивает повышение производительности штамповки в 1,5 - 3 раза по сравнению со штамповкой на молотах, экономию материала проката, применяемого в виде заготовок на 10 ? 30%, а штамповка в закрытых штампах сокращает производственный цикл (уменьшает число операций). Изготовление поковок на этих прессах с наименьшими припусками на механическую обработку позволяет на 15 ? 30% сэкономить время на их последующую обработку в механических цехах.

В кривошипных ковочно-штамповочных прессах рабочий орган - ползун, несущий верхнюю часть инструмента (штампа), приводится в возвратно-поступательное движение при помощи кривошипно-шатунного механизма.

В отличие от молотов кривошипные ковочно-штамповочные прессы имеют жесткий график движения ползуна. Полный ход (путь) ползуна равен удвоенному радиусу кривошипа. Каждому углу поворота кривошипного вала соответствует определенное положение ползуна и определенная его скорость, которая в крайних точках (внизу и вверху) равна нулю.

Кривошипные прессы, предназначенные для горячей штамповки, обладают высокой жесткостью конструкции, которая необходима для снижения упругих деформаций и получения наиболее точных размеров поковок. Пресс имеет выталкиватели в столе и ползуна для автоматического удаления поковок из штампа.

На рис. приведена кинематическая схема кривошипного пресса. Через клиноременную передачу 4 движение от электродвигателя 5 передается на маховик 3, находящийся на передаточном валу 6. Зубчатая передача 7 передает движение на кривошипно-шатунный механизм, состоящий из кривошипного вала 9, шатуна 10, ползуна 1. пресс имеет фрикционную дисковую муфту включения 8, с помощью которой осуществляется пуск пресса на рабочий ход. Для остановки вращения кривошипного вала 9 после выключения муфты служит тормоз 2, который останавливает ползун в верхнем положении. Управление прессом осуществляется от педали.

Верхняя часть штампа крепится к ползуну 1, а нижняя - к клиновидной плите 11, установленной на столе пресса.

Рисунок 2.1 Кинематическая схема кривошипного горячештамповочного пресса

Кривошипные прессы для горячей штамповки изготавливают с усилием на ползуне 630 - 8000Т (6174 - 78400 кН). Наименьший кривошипный пресс эквивалентен штамповочному молоту с весом падающих частей 0,63 т, а наибольший - молоту с весом падающих частей 8 т.

На кривошипных ковочно-штамповочных прессах можно осуществлять различные виды штамповочных работ, в том числе штамповку в открытых штампах с образованием заусенца в плоскости разъема, штамповку в закрытых штампах, штамповку выдавливанием, штамповку прошивкой и различные комбинированные работы. [9].

2.4 Обеспечение технологичности конструкции заготовки

В штампованных заготовках поверхность разъема обычно выбирают так, чтобы она совпала с двумя наибольшими размерами заготовки. Поверхность разъема штампа должна обеспечивать свободное удаление заготовки из штампа и контроль сдвига верхней части штампа относительно нижней после обрезки [1] стр.145.

В данной детали поверхность разъема была выбрана по наибольшему диаметру (O93) и располагается перпендикулярно оси заготовки.

Расчет заготовки

Штамповочное оборудование: Кривошипный горячештамповочный пресс КГШП (закрытая штамповка).

Нагрев заготовки - индукционный.

1. Исходные данные по детали.

Материал - сталь 12Х2Н4А (ГОСТ 1050-88): 0,12% С; 4% Ni; 0,2% Cr.

Масса детали - 0,150 кг.

2. Исходные данные для расчета.

Масса поковки (расчетная) - 0,24 кг;

Расчетный коэффициент Кр = 1,6 (приложение 3, стр. 31) [6];

0,150 ? 1,6 = 0,24 кг.

Класс точности - Т3 (приложение 1, стр. 28) [6].

Группа стали - конструкционная (табл.1, стр.8) [6].

Средняя массовая доля углерода в стали 12Х2Н4А: 0,12% С.

Степень сложности - С3 (приложение 2, стр.8) [6].

С = mп / mф,

где mф - масса простой фигуры, в кг, определяется:

mф = Vф ? с,

где Vф - объем фигуры,

Vф = Rф2hф = 3,14 46,52 100 = 678946 мм3;

mф = 678946 ? 0,00782 = 5309 г = 5,309кг;

С = 0,150 / 5,309 = 0,028.

Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская) (табл.1, стр8) [6].

3. Припуски и кузнечные напуски.

Дополнительные припуски, учитывающие:

- отклонение от соосности - до 1,5 мм

- смещение по поверхности разъема штампа - 0,1 мм (табл.4, стр.14) [6].

Штамповочный уклон на наружной поверхности - 7° на внутренней поверхности - 15°.

втулка деталь механический резание

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

3.1 Определение маршрута обработки отдельных поверхностей детали, шероховатости и точности обработки

Таблица 3.1 Маршрутная обработка детали «Стакан».

оп.

Наим.

операции

Рабочий эскиз

Станок, оборудование

Оснастка

010

Заготовительная

Штамповка

020

Нормализация

Печь

030

Токарная

Токарный 1К62

2-х кулачковый патрон

040

Токарная

Токарный 1К62

3-х кулачковый патрон

050

Токарная

Токарный 1К62

3-х кулачковый патрон

060

Токарная

Токарный 1К62

2-х кулачковый патрон

070

Промывка и сушка

Ванна, Моечный Шкаф

080

Контроль перед меднением

Контрольный

стол

090

Меднение

Ванна

100

Промывка и сушка

Ванна,

Моечный

Шкаф

110

Цементация, высокий отпуск, закалка,

отпуск

Печь

120

Вертикально

сверлильная

2Н125

Подставка

130

Слесарная

Верстак

Шабер

140

Вертикально

фрезерная

Вертикально

фрезерный

6М13ГН - 1

Спец. приспособление

150

Слесарная

Верстак

Полировальный круг

160

Внутришлифовальная

Внутри

шлифовальный

Шлиф.

круг

170

Сбор отходов

Сл. контейнер

180

Слесарная

Слесарный участок

Шабер,

Шлиф.

полотно

190

Промывка

Ванна,

шкаф

200

Контроль

Перед

цинкованием

Контрольный

стол

210

Слесарная

Верстак,

Полировальная

бабка

Надфиль,

шабер

220

Цинкование

Ванна

230

Контроль после цинкования

Контрольный

стол

240

Кругло-шлифовальная

3Б-151П

Спец. Приспособление

250

Промывка

Ванна,

шкаф

260

Магнитный контроль

Дефектоскоп

УМД9 - 2500

Стержень

270

Промывка и сушка

Ванна,

шкаф

280

Контрольная

Технический контроль

Контрольный стол

290

Консервация до 7 суток

Ванна с сеткой

Решетка

300

Оксидное

фос. гфж.

Ванна

310

Контроль

после покрытия

Контрольный стол

320

Консервация на 1 год

Ванна

3.2 Выбор типа оборудования, приспособлений и инструмента

Выбор станков для проектируемого технологического процесса производится после того, как каждая операция предварительно разработана. Это значит, что намечены, выбраны или определены: метод обработки поверхности или сочетания поверхностей (точение, фрезерование, сверление и т.п); точность и шероховатость поверхностей; припуск на обработку; режущий инструмент; такт выпуска и тип производства. Типоразмер станка (модель) станка можно выбрать сравнительно быстро на основании таких данных, как метод обработки, шероховатость, расположение и размеры обрабатываемой поверхности или габаритные размеры детали.

После определения необходимого количества станков исходя из заданной производительности по первому варианту может измениться первоначальное решение по выбору типоразмера станка. Это возможно в условиях массового производства, где необходимо стремиться, чтобы на операциях было занято не более одного-двух станков. В этом случае, если первоначально был, например, принят одношпиндельный станок, может оказаться целесообразней его замена на многошпиндельный многопозиционный, специализированный или даже специальный. Во всех случаях целесообразность замены подтверждается технико-экономическими расчетами.

Еще одним фактором, который может привести к изменению первоначального решения по выбору типоразмера станка, является неэффективное использование его по мощности. В подобных случаях, в условиях массового производства, а иногда и крупносерийного, разрешается, когда нет возможности подобрать более подходящий станок и когда это предусматривается конструкцией станка, установить для привода главного движения электродвигатель меньшей мощности.

Таблица 3.2 Технические характеристики станков

опер

Операция

Станок

Основные технические характеристики

030

040

050

060

Токарная

Токарно-винторезный1К62

Наибольший диаметр обработки над станиной

320 мм

Расстояние между центрами

750 мм

Наибольший размер обрабатываемой заготовки над суппортом

175 мм

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка

34 мм

Количество ступеней частоты вращения шпинделя

21

Частота вращения шпинделя

9…1800 мин-1

Конец шпинделя

1-6К ГОСТ 12595-72

Конус Морзе

№5

Конус Морзе пиноли задней бабки

№4

Наибольшее сечение резца резцедержателя суппорта

25 ? 25

Число ступеней подачи:

- продольных

- поперечных

16

16

Подача на один оборот шпинделя:

- продольных

- поперечных

0,065…0,91

0,065…0,91

Мощность электродвигателя

4 кВт

Габариты станка

2335?852 мм

Категория ремонтной сложности

15

140

Фрезерный

6М13ГН - 1

Размеры рабочей пов - ти стола

1000?1600

Наибольшая масса обрабатываемой заготовки

5000

Расстояние м/у торцами горизонтальных шпинделей

2115-2815

Число скоростей шпинделя

18

Частота вращения шпинделя

10-1600

Подача стола

3-3000

шпиндельной бабки

3-3000

Мощность электродвигателя

30

Габаритные размеры

8650-8750

Масса

35800

120

Сверлильная

Вертикально-сверлильный 2Н125

Наибольший диаметр сверления по стали

35 мм

Наибольшее усилие подачи

5600 Н

Расстояние от центра шпинделя до вертикальных направляющих

200 мм

Расстояние от торца шпинделя до стола

750 мм

Конус Морзе шпинделя

4

Количество ступеней частоты вращения шпинделя

9

Частота вращения шпинделя

31..1400 мин-1

Наибольшее перемещение шпинделя

250 мм

Количество ступеней подач

9

Подача шпинделя

0,1… 01,6мм/об

Размеры стола

450?500

Количество пазов

2

Мощность электродвигателя

1, кВт

Габариты станка

1030?825

Категория ремонтной сложности

11

Выбор режущих инструментов осуществляется в зависимости от метода обработки, формы и размеров обрабатываемой поверхности, ее точности и шероховатости, обрабатываемого материала, заданной производительности и периода стойкости (замены) инструмента.

По возможности используются стандартные инструменты.

Станочные приспособления

При выборе станочных приспособлений учитывались:

- вид механической обработки;

- модель станка;

- режущие инструменты;

- тип производства.

Таблица 3.3 Станочные приспособления

№ оп.

Наименование операции

Наименование приспособления

Обозначение приспособления

030

040

050

060

Токарная

Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон

Патрон 7100-0061 ГОСТ 2675-80

140

Фрезерная

Специальные приспособления

1К6321-7106

240

Шлифовальная

Специальные приспособления

1К6331-1915

120

Сверлильная

Специальные приспособления

1К6304-3525

160

Внутришлифовальная

Цехового изготовления

20-870

Выбор инструментальных приспособлений

При выборе инструментальных приспособлений учитывались:

- вид механической обработки;

- конструкция посадочного места станка;

- форма и размеры инструмента (его хвостовика).

Таблица 3.4 Режущие инструменты

Наименование перехода

Наименование и обозначение режущего инструмента

Марка режущего инструмента

Примечания

030

Токарная

Резец токарный подрезной отогнутый с пластиной из твердого сплава 2112-0057 ГОСТ 18880-73

Т15К6

=900

H=16

B=12

L=100

Резец токарный проходной упорный с пластиной из твердого сплава 2103-0057

ГОСТ 18879-73

Т15К6

=00

H=20

B=12

L=100

m=12,R=1,0

040

Токарная

Резец токарный подрезной отогнутый с пластиной из твердого сплава 2112-0057 ГОСТ 18880-73

Быстрорежущая сталь

=900

H=16

B=12

L=100

Резец токарный расточной с углом в плане 950 2141-0043 ГОСТ 18883-73

Быстрорежущая сталь

L=120

l=8

Резец токарный проходной упорный с пластиной из твердого сплава 2103-0007 ГОСТ 18877-73

Т15К6

=00, H=25

B=16

L=140

m=8, R=0,4

120

Сверлильная

Сверло спиральное с коническим хвостовиком 6,8 2301-3373 ГОСТ 12121-77

Быстрорежущая сталь

L=180

l=100

140

Фрезерная

Фреза 30мм

7К6151 - 1689

Быстрорежущая сталь

180

Шлифовальная

Круг шлифовальный

ПВ 50?50?13

ГОСТ 2424-83

H=70

D=500

d=100

3.3 Расчет линейных технологических размеров и назначение допусков

Рисунок 3.1 Схема обработки втулки подшипника

Рисунок 3.2 Граф технологических линейных размерных цепей

3.4 Расчет диаметральных технологических размеров и назначение допусков

Рисунок 3.3 Схема обработки втулки подшипника

Рисунок 3.4 Граф технологических диаметральных размерных цепей.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ

4.1 Расчет режимов резания, технических норм времени, определение разряда работ

Расчет режимов резания для операции 140.

Рисунок 4.1 Эскиз операции 140 - фрезерной

Глубина резания, t: при фрезеровании и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИД принимается равной припуску на обработку.

t = 1 мм.

Подача для фрезерования:

Sтабл = 0,120,18 мм/об (табл.11,стр266) [2];

Принимаем Sприн = 0,14 мм/об.

Скорость резания в м/мин, рассчитывают по формуле:

Vрасч =?Kv,

гдеCv = 108; x = 0,06; y = 0,0,3; m = 0,32; q = 0,2; u = 0,2; p = 0; z = 10; (табл. 39, стр. 287) [1];

Т - период стойкости инструмента, = 120 мин;

S - подача, = 0,14;

Kv = Kmv?Knv?Kиv,

гдеKmv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (табл. 1-4, стр. 261) [2], определяется по формуле:

Kmv = Kr?,

гдев - предел прочности обрабатываемого материала = 760 мПа;

Kr - коэффициент для материала инструмента = 1,0;

n - показатель степени при обработке резцами = 1,0

Kmv = 1,0?= 0,98

Knv - коэффициент учитывающий состояние поверхности, = 0,8 (табл. 5, стр. 263) [2];

Kиv - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента, = 1,0 (табл. 6, стр. 263) [2].

Kv = 0,98 ? 0,8 ? 0,65 = 0,5096

Vрасч = ? 0,5096 = 48,9 м/мин

Частота вращения шпинделя или заготовки, в об/мин, определяется по формуле:

nрасч = == 519,11 об/мин

По паспорту станка выбираем nприн = 500 об/мин.

Корректируем скорость резания вследствие изменения частоты вращения шпинделя:

Vприн = = = 47,1 м/мин

Силу резания, в Н, определяют по формуле:

Pz, =? Kмp,

где(Pz) Сp = 218; x =0,92; y = 0,78; u = 1; q = 1,15; w = 0 (табл. 41, стр. 291) [2];

Кмр - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, определяется по формуле (табл. 9, стр. 264) [2]:

Kмp =,

гдев - предел прочности материала, = 760 мПа;

n - показатель степени для твердого сплава, = 0,75

Kmp == 1

Определяем силу резания:

Pz, =? 1 = 94,23,

Мощность резания, кВт, рассчитывается по формуле:

Nрез =,

Nрез = = 0,075 кВт

Крутящий момент, Н?м, на шпинделе:

Мкр = ,

Мкр = = 14,13 Н ? м;

Основное машинное время в мин, определяется по формуле:

То = ? i,

где i - число проходов инструмента, = 1

L - расчетная длина рабочего хода инструмента, принимаемая для определения основного (технологического) времени, в мин, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2,

Где l - длина обрабатываемой поверхности, в мм. =78;

l1 - величина врезания инструмента, в мм. (стр.620, табл.2) [7] = 2;

l2 - величина перебега инструмента (при фрезеровании в упор = 0), в мм..

L = 78 + 2 = 80 мм.

То = ? 1 = 0,317 мин.

Расчет режимов резания для операции 120.

Рисунок 4.2 Эскиз операции 120 - сверлильной

Глубина резания t, мм, определяется по формуле:

t = 0,5?D,

где D - диаметр отверстия, мм.

t = 0,5?6,8 =3,4 мм

Выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу (табл.25, стр.277);

S = 0,25 мм/об (по паспорту станка S = 0,25 мм/об)

Скорость резания V, мм, определяется по формуле:

V = ,

где Cv = 3,5; q = 0,5; y = 0,45; m = 0,12 (табл.28, стр.278);

Т - период стойкости, мин Т = 15 (табл.30, стр.279);

Kv - общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Kv = Kmv?Kиv?Klv,

где Kmv - коэффициент на обрабатываемый материал, 1 (табл.2, стр.262);

Kиv - коэффициент на инструментальный материал, 0,8 (табл.6, стр.263);

Klv - коэффициент, учитывающий глубину резания, 1 (табл.31, стр.280).

Kv = 1 ? 0,8 ? 1 = 0,8

V = = 9,84 м/мин

Частота вращения инструмента, в об/мин, определяется по формуле:

nрасч = == 460,846 об/мин

По паспорту станка выбираем nприн = 750 об/мин.

Корректируем скорость резания вследствие изменения частоты вращения шпинделя:

Vприн = = = 16,014 м/мин

Крутящий момент Мкр, в Н·м и осевая сила Ро, в Н, определяются по формулам:

Мкр = 10?См?Dq?Syр,

Ро = 10?Ср?Dq?Syр,

где См = 0,041; q = 2; y = 0,7 (табл.32, стр.281);

Ср = 143; q = 1,0; y = 0,7 (табл.32, стр.281);

Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;

Кр = Кмр,

Где Кмр - поправочный коэффициент, учитывающий влияния качества обрабатываемого материала на силовые зависимости:

Кмр = ,

гдеув - предел прочности обрабатываемого материала, 760 мПа;

n - показатель степени, = 0,75 (табл. 9 стр. 264).

Kmp == 1

Мкр = 10?0,041?6,82?0,250,7?1 = 7,2 Н·м,

Ро = 10?143?6,81?0,250,7?1= 3684,7 Н

Мощность резания Ne, к Вт, определяется по формуле:

Ne = = = 0,55 кВт.

Расчет технической нормы времени для операции 050.

Норма штучного времени, в мин., определяется по формуле:

Тшт = То + Тв + То + Тот,

где То - основное (машинное) время для сверлильных работ (сверление напроход), в мин, определяется по формуле:

То = ? i,

где i - число проходов инструмента, = 1

L - расчетная длина рабочего хода инструмента, принимаемая для определения основного (технологического) времени, в мин, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2,

где l - длина обрабатываемой поверхности, в мм.;

l1 + l2 - (стр.620, табл.3) [7] = 5;

L = 9,5 + 5 = 14,5 мм.

То = ? 1 = 0,077мин.

Тв - вспомогательное время, в мин, состоит из из затрат времени на отдельные приемы:

Тв = Ту.с + Тз.о + Туп + Тиз,

где Ту.с - время на установку и снятие детали, в мин. (прил.5.6, стр.199) [8] = 0,068 мин.;

Тз.о - время на закрепление и открепление детали, в мин. (прил.5.7, стр.201) [8] = 0,03 мин.;

Туп - время на приемы управления, в мин. (прил.5.8, стр.202) [8] = 0,01 +0,035+0,05+0,01 = 0,105 мин.;

Тиз - время на измерение детали, в мин. (прил.5.12, стр.197) [8] = 0,06 мин.

Тв = 0,068 + 0,03 + 0,105 + 0,06 = 0,263 мин.

Тоб - время на обслуживание рабочего места, в мин, слагается из времени на организационное обслуживание:

Тоб = Ттех + Торг,

где Ттех - время на техническое обслуживание рабочего места, в мин. определяется по следующей формуле:

Ттех = Тo ? Птех / Т,

гдеПтех - затраты на техническое обслуживание рабочего места в процентах от основного, в % = 4% (прил.5.20, стр.212) [8];

Т - период стойкости при работе одним инструментом, в мин.

Ттех = 0,077 ? 4 / 50 = 0,01 мин.

Торг - время на организационное обслуживание рабочего места, в мин, определяется как:

Торг = Тoп ? Порг,

где Топ - оперативное время, находится как сумма основного и вспомогательного времени, в мин.;

Порг - затраты на организационное обслуживание рабочего места, в %, (прил.5.21, стр.212) [8] = 1%.

Торг = (0,077 + 0,263) ? 1% = 0,0034 мин.

Тоб = 0,01 + 0,0034 = 0,0134 мин.

Тот - время перерывов на отдых и личные надобности, в мин, при нормировании находится:

Тот = Тoп ? Пот,

где Пот - затраты времени на отдых, в %, (прил.5.22, стр.213) [8] = 7%.

Тот = 0,34 ? 7% = 0,024 мин.

Тшт = 0,077 + 0,263 + 0,0134 + 0,024 = 0,377 мин.

4.2 Расчет сил зажима

(Q + Po) ? f ? r = ? k ? R

Q = - Po

Где f - коэффициент трения

Po - усилие подачи, Н

k - коэффициент запаса

М - крутящий момент созданный сверлом Н ? м

R - расстояние от оси сверла до оси детали м

r =

Q = - 3684,7 = 144,47

Момент, приложенный к винту, необходимый для сообщения зажимающей силы

Mр = Q tg( a + yпр)

Где - средний диаметр резьбы

a - угол подъема резьбы

Mр = 144,47 0,1444 = 191,58 Н м

4.3 Расчет приспособления на точность

Из размеров, выдерживаемых на операции, выделяем те, на точность которых влияет приспособление.

На рассматриваемой операции выдерживаются два размера: диаметр отверстия O18 и координата его оси 25±0,22 мм.

Приспособление влияет только на точность размера 25±0,22 мм, поэтому дальнейшие расчеты будут вестись для этого размера.

Составляем схему для расчета допуска на изготовление приспособления.

Определяем допустимую погрешность установки:

едоп. =

где дт - технологический допуск на соответствующий размер, мм; дт = 0,44 мм.

Дф-суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности, зависящая от геометрических погрешностей станка, мм;

у - погрешность выполняемого размера, мм;

н - погрешность настройки станка, мм;

u - погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента, мм;

Дт - погрешность, вызываемая тепловыми деформациями технологической системы, мм.

Погрешности УДф, Ду, Дн, Дu, Дт принимаем равными нулю, т.к. сверление отверстия происходит в кондукторе.

едоп. = 0,44 мм.

Определяем допустимую величину погрешности положения:

еп =

где еб - погрешность базирования, мм;

ез - погрешность закрепления (исходя из практических соображений), мм.

еб = 0, ез = 0,01мм.

еп = = 0,439 мм.

Определяем допустимую величину погрешности неточности изготовления и сборки приспособления.

едопнп =

где езаз - погрешность вследствие конструктивных зазоров, мм;

еизн - погрешность износа, мм;

еуст - погрешность установки приспособления на станке, мм;

епер - погрешность перекоса и смещения инструмента, мм.

Для свободной установки заготовки отверстием на фиксатор необходим зазор. Отверстие заготовки имеет диаметр 35Н8 = 35+0,052 мм. Диаметр фиксатора 35h6 = 35-0,013 мм. Тогда погрешность, вследствие конструктивного зазора при установке заготовки на установочные элементы приспособления, равна:

езаз = Smin + доп,

где Smin - минимальный гарантированный зазор в сопряжении отверстия и фиксатора приспособления; Smin = 0 мм;

до - допуск на диаметр отверстия заготовки; до = 0,052 мм;

дп - допуск на базирующий диаметр фиксатора

дп = дизг + дизн,

где дизг - допуск на изготовление фиксатора; дизг = 0,013 мм;

дизн - допуск на износ диаметра 35h6 фиксатора; дизн = 0,010 ? 0,015 мм.

Принимаем дизн = 0,015 мм.

дп = 0,013 + 0,015 = 0,028 мм.

езаз = 0 + 0,052 + 0,028 = 0,08 мм.

Определяем погрешность перекоса.

Точность расположения оси отверстия при сверлении зависит от величины зазора между сверлом и отверстием кондукторной втулки, глубины сверления, длины кондукторной втулки и других факторов. Учитывая точность размера (25±0,22) мм и глубину сверления - 2,5 мм приняты сверло диаметром 6,8-0,022 мм и развертка 7Н8.

Половина значения погрешности епер или величины смещения оси отверстия в конце сверления (на выходе из заготовки) относительно оси отверстия быстросменной кондукторной втулки

Ѕ епер = ? S1max + епов,

где S1max - максимальный зазор между сверлом и отверстием быстросменной кондукторной втулки, мм;

епов - смещение, вызываемое поворотом оси сверла (просверленного отверстия в заготовке) из-за зазора S1max.

S1max = dmax.вт - dmin.св,

где dmax.вт - наибольшее предельное значение диаметра отверстия втулки, мм;

dmin.св - наименьшее предельное значение диаметра сверла, мм.

S1max = 6,82 - 6,778 = 0,042 мм.

Значение епов находится из подобия треугольников ОАВ и ОСК

или ,

Отсюда

епов = ,

где L - глубина сверления, L=2,5 мм;

е - зазор между торцом быстросменной кондукторной втулки и поверхностью заготовки, мм.

е = (0,3…1)d,

где d - диаметр сверла, мм.

е = 0,3 · 6,8 = 2,04 мм.

Принято е = 2 мм.

l - длина быстросменной кондукторной втулки, l = 25,5мм.

.

Ѕ епер = 0,021+0,0074=0,028 мм.

Погрешность епер равна

епер = 2 · 0,028 = 0,056 мм.

Определяем погрешность износа быстросменной кондукторной втулки.

еизн = к · двт,

где к - коэффициент, зависящий от величины отклонений на размер от базы до оси обрабатываемого отверстия, к = 2 мм

двт - допуск на диаметр отверстия быстросменной втулки, двт = 0,015 мм.

еизн = 2 · 0,015 = 0,03 мм.

едопнп =

Определяем расчетную величину погрешности изготовления и сборки приспособления.

ернп =

где ei - биение между осями или поверхностями отдельных деталей

конструкторского приспособления,

дi - допуски на размеры от которых зависит точность рассчитываемого размера.

ернп =

Полученное значение ернп должно удовлетворять следующему условию:

ернп ? едопнп,

0,14 < 0,42

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещярекова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985. - Т.1. - 656с.

2. Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещярекова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985. - Т.2. - 496с.

3. Справочник конструктора-машиностроителя /Под ред. В.И. Анурьева. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 728 с.

4. Справочник конструктора-машиностроителя /Под ред. В.И. Анурьева. 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 584 с.

5. Справочник конструктора-машиностроителя /Под ред. В.И. Анурьева. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978. - 557 с.

6. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Москва - 1990г

7. Обработка металлов резанием /Под ред. А.А. Панова. - М.: Машиностроение. 1988. - 736 с.: ил.

8. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов]. /Под ред. А.Ф. Горбацевича., В.А. Шкреда. - 4-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Выш. школа, 1983. - 256 с., ил.

9. Технология металлов и других конструкционных материалов /Под ред. Н.П. Дубинина. 2-е изд., перераб. и доп. Учебник для машиностроит. специальностей вузов. М., «Высшая школа», 1969 г. - 704 стр.: ил.

10. Приспособления для металлорежущих станков /Под ред. М.А. Ансерова. 4-е изд., исправл. и доп. Л., «Машиностроение», 1975 г. - 656 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.