Розробка технології проектування складанної одиниці "Вимикач подачі палива" за допомогою прикладної програми КОМПАС 3D

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

Кафедра машинознавства та обладнання промислових підприємств

Курсова робота

Розробка технології проектування складанної одиниці "Вимикач подачі палива" за допомогою прикладної програми КОМПАС 3D

Сєвєродонецьк 2016



Зміст

Вступ

1. Теоретичний розділ

1.1 Опис роботи вимикача подачі палива

1.2 Аналіз вживання прикладних програм в інженерному проектуванні

2. Аналітично-дослідницький розділ

2.1 Визначення типа виробництва

2.2 Аналіз службового призначення вузла, технічних вимог і норм точності, що пред'являються до його виконавчих поверхонь

2.3 Виявлення конструкторських розмірних ланцюгів вузла

2.4 Вибір і обґрунтування методу досягнення точності замикаючої ланки

2.5 Вибір і обґрунтування організаційних форм збірки вузла і засобів виконання складальних операцій

2.6 Побудова і обґрунтування схеми збірки

2.7 Виявлення умови автоматичної збірки вузла

3. Розробка технологічного процесу виготовлення деталі

3.1 Вивчення службового призначення деталі і критичний аналіз технічних вимог і норм точності

3.2 Вибір вигляду і форми організації виробничого процесу

3.3 Аналіз технологічності деталі

3.4 Обґрунтування вибору напівфабрикату або технологічного процесу здобуття заготівки

3.5 Обґрунтування вибору технологічних баз

3.6 Вибір способів і обґрунтування кількості переходів по обробці поверхонь заготівки

3.7 Розрахунок припусків, між операційних розмірів і допусків

3.8 Вибір технологічного устаткування для виготовлення деталі



Вступ

Мета курсового проекту - розробити технологічний процес виготовлення вимикача подачі палива МЧ 00.02.00.00СБ.

Завдання курсового проекту: визначити типа виробництва і вибрати вигляд його організації; розробити технологічний процес збірки вимикача подачі палива МЧ 00.02.00.00СБ; розробити технологічний процес виготовлення втулки МЧ 00.02.00.06.

Основним завданням курсового проекту є придбання навиків вживання теоретичних знань, отриманих в результаті вивчення різних дисциплін, при розробці технологічного процесу виготовлення вузла і деталі, використовуючи необхідну довідкову, технічну літературу і керівні матеріали.

вимикач паливо технологічний проектування



1. Теоретичний розділ

1.1 Опис роботи вимикача подачі палива

Вимикач подачі палива служить для перевірки подачі палива в циліндри дизеля. Вимикач встановлюють між секцією паливного насоса і форсункою.

Основна технічна вимога: забезпечити зазор між голкою поз. 4 і клапаном поз. 5 рівний 0+1 мм.

1.2. Аналіз вживання прикладних програм в інженерному проектуванні

В даний час обійтися без систем автоматизованого проектування дуже складно і навіть практично неможливо. Тенденції сучасного ринку автомобілебудування заставляють виробників шукати дороги зменшення термінів розробки нових виробів при збереженні вимог до рівня їх якості, а моделювання і імітація процесів значно скорочує час проведення експериментів. Для вирішення завдань САПР програми дозволяють виробляти: автоматизацію розрахункових завдань, уніфікацію рішень, що забезпечують їх повторне використання, оптимізацію параметрів виробу і т.д.

На даний момент існує значний вибір програм по проектуванню і розрахунку деталей і вузлів різних механізмів, як платних, так і безкоштовних, із закритим вихідним кодом і відкритим. Найпоширеніші з них це: Active-HDL, ADEM, Altium Designer, ArchiCAD, AutoCAD, Autodesk Inventor, bCAD, Bocad-3D, BricsCAD, BtoCAD, Cadmech, CATIA, E3.series, GstarCAD, Inovate, IntelliCAD, Ironcad, Ironcad Draft, К3, MEDUSA4, Mineframe, NX, nanoCAD, OrCAD, P-CAD, Pro/ENGINEER, Proteus, PSpice, QForm 2D/3D, Revit, Rhinoceros 3D, SAMCEF, Solid Edge, SolidWorks, Specctra, SprutCAM, T-FLEX CAD, Tecnomatix, TopoR, TurboCAD, ZwCAD, Компас.

Якщо узяти території країн колишнього СНД, то можна виділити п'ятірку лідерів найчастіше вживаних САПР програм: Autodesk Inventor, CATIA, T-FLEX, Компас, Solidworks . Чим же вони хороші, і яку програму вибрати для вирішення поставленого завдання?

ANSYS -- універсальна програмна система кінцево-елементного (КЕ) аналізу, що існує і розвивається впродовж останніх 30 років, є досить популярною у фахівців в області комп'ютерного інжинірингу (CAE) і КЕ вирішення лінійних і нелінійних, стаціонарних і нестаціонарних просторових завдань механіки твердого тіла, що деформується, і механіки конструкцій, завдань механіки рідини і газу, теплопередачі і теплообміну, електродинаміки, акустики, а також механіки зв'язаних полів. Моделювання і аналіз в деяких областях промисловості дозволяє уникнути дорогих і тривалих циклів розробки типа «проектування -- виготовлення -- випробування». Система працює на основі геометричного ядра Parasolid. Програмна система КЕ аналізу ANSYS розробляється американською компанією ANSYS Inc.

Пропоновані фірмою ANSYS Inc. засоби чисельного моделювання і аналізу сумісні з деякими іншими пакетами, працюють на різних ОС. Програмна система ANSYS сполучається з відомими CAD - системамі Unigraphics, CATIA, Pro/engineer, Solidedge, Solidworks, Autodesk Inventor і деякими іншими.

Програмна система ANSYS є досить відомою cae-системою, яка використовується на таких відомих підприємствах, як ABB, BMW, Boeing, Caterpillar, Daimler-chrysler, Exxon, FIAT, Ford, БЕЛАЗ, General Electric, Lockheed Martin, Meyerwerft, Mitsubishi, Siemens, Shell, Volkswagen-audi і ін.

За допомогою ANSYS вирішується досить широкий круг інженерних завдань, що виникають при проектуванні нових виробів в загальному машинобудуванні:

- розрахунок зовнішнього обтікання спільно з вільною поверхнею;

- моделювання вільної поверхні;

- зовнішня аеродинаміка і акустика;

- розрахунок параметрів течії в робочих зонах устаткування;

- природна конвекція;

- аеродинаміка, оцінка маневрених властивостей літака, стійкості і керованості;

- моделювання випробувань на флаттер;

- проектування систем активної і пасивної безпеки;

- моделювання наслідків нештатних ситуацій;

- і багато що інше.

Один з найобширніших програмних пакетів, застосовуватися в таких галузях, як: авіація і космос, біомедичні пристрої, вентиляція і кондиціонування, нафтохімічна і газова галузь, загальне машинобудування, охорона довкілля, будівництво, суднобудування і гідротехнічні споруди, транспорт, енергетика.

T-FLEX CAD 3d - це система параметричного тривимірного твердотілого моделювання, яка є розвитком системи T-FLEX CAD 2d і включає всі можливості T-FLEX CAD 3d SE. Функціональні можливості системи ставлять її в один ряд кращими системами тривимірного моделювання, а наявність повного набору засобів двовимірного проектування і оформлення креслярської документації робить T-FLEX CAD 3d ідеальним рішенням для автоматизації конструкторсько-технологічної підготовки виробництва. T-FLEX CAD 3d використовує геометричне ядро Parasolid, яке на сьогоднішній день вважається кращим в області тривимірного моделювання для вирішення завдань конструкторської підготовки. Кращим доказом на користь Parasolid є більше 1000000 робочих місць по всьому світу оснащених системами, які використовують саме це ядро. Таким чином, завдяки Parasolid, T-FLEX CAD 3d не лише надає користувачеві потужні і надійні інструменти, але і забезпечує інтеграцію з кращими програмами в області комп'ютерного моделювання.

Зручний призначений для користувача інтерфейс у поєднанні з унікальними параметричними можливостями T-FLEX CAD забезпечує прудкість і комфортність при створенні тривимірних моделей і креслярсько-конструкторської документації в повній відповідності зі світовими стандартами.

Можливості просторового моделювання:

- візуалізація тривимірних об'єктів у вигляді ребрової моделі, шейдінга, рендерінга і видалення невидимих ліній. Візуалізація моделей, при якій 3d зображення динамічно січеться плоскістю;

- здобуття точних креслень по видах і розрізах тривимірної моделі. Можливість розвороту складних розрізів;

- передача і здобуття тривимірної геометрії в стандартах DXF 3d, STL, IGES, XT (Parasolid).

- двонаправлений асоціативний зв'язок між кресленням і тривимірною моделлю;

- просторові моделі, що базуються на технології Parasolid. T-FLEX CAD використовує для створення тривимірних моделей новітню версію геометричного ядра Parasolid(EDS);

- передовий інтерфейс, що мінімізує кількість дій для створення тривимірних елементів;

- пінамічеськая підсвічування елементів. Широкий набір контекстно-залежних меню;

- використання інструментів, що дозволяють працювати безпосередньо в 3d вікні за принципом «робоча плоскість -- ескіз -- тверде тіло». Можливість роботи зі всім набором параметричних двомірних інструментів при створенні ескіза;

- можливість побудови 3d моделей на основі існуючих двовимірних креслень;

- і багато що інше.

Autodesk Inventor - система тривимірного твердотілого і поверхневого проектування (САПР) компанії Autodesk, призначена для створення цифрових прототипів промислових виробів. Інструменти Inventor забезпечують повний цикл проектування і створення конструкторської документації: 2d/3d моделювання; створення виробів з листового матеріалу і здобуття їх розгорток; розробка електричних і трубопровідних систем; проектування оснащення для литва пластмасових виробів; динамічне моделювання; параметричний розрахунок напружений-деформованого стану деталей і складок; візуалізація виробів; автоматичне здобуття і оновлення конструкторської документації (оформлення по ЕСКД).

Функціональні можливості:

- компонувальні схеми поєднують окремі деталі і вузли. Користувачі можуть перевірити можливість збірки об'єкту, додати і позиціювати нові частини, а також усунути перешкоди між частинами проекту;

- литні форми і оснащення. Програма автоматизує ключові аспекти процесу проектування литних форм під тиском. Користувачі можуть швидко створювати і перевіряти конструкції форм, а потім експортувати їх в Autodesk Moldflow;

- деталі з листового матеріалу. Спеціальне середовище проектування виробів з листового матеріалу автоматизує багато аспектів роботи. Користувачі можуть створювати деталі розгортки, гнуті профілі, формувати фланці шляхом 3d-моделювання і вставляти в деталі спеціалізовані кріпильні елементи;

- генератор рам служить для проектування каркасів (рам) на основі стандартних профілів.

Рами створюються шляхом розміщення стандартних сталевих профілів на каркасі. Формування кінцевих умов спрощується завдяки наявності стандартних опцій для кутових з'єднань і з'єднань встик. Користувачі можуть створювати власні профілі і додавати їх в бібліотеку і ін.

Solidworks призначений для автоматизації робіт промислового підприємства на етапах конструкторської і технологічної підготовки виробництва виробів будь-якої міри складності і призначення. Спеціалізовані модулі програмного комплексу вирішують завдання на етапі виробництва і експлуатації.

Система управління інженерними даними Solidworks Enterprise PDM (SWE-PDM) у складі програмного комплексу Solidworks дозволяє сформувати єдиний інформаційний простір підприємства, забезпечуючи колективну (паралельну) розробку виробу і технологій виготовлення, управління архівною документацією, повторне використання напрацювань, автоматизацію бізнес-процесів, підготовку даних для системи управління ресурсами підприємства і багато що інше.

Ядром системи є базові конфігурації: Solidworks Standard, Solidworks Professional і Solidworks Premium, що стали де-факто стандартом автоматизованого проектування у всьому світі. Вибираючи Solidworks, споживач отримує ліцензії на використання унікальних технологій тривимірного проектування, що дозволяють спроектувати і вивести на ринок інноваційну продукцію в найкоротші терміни і значно підвищити конкурентоспроможність підприємства, а також збільшити капіталізацію компанії.

Вирішувані завдання на етапі конструкторської підготовки виробництва (КПП):

- 3d проектування виробів (деталей і складок) будь-якої міри складності з врахуванням специфіки виготовлення (базові конфігурації Solidworks);

- створення конструкторської документації в строгій відповідності з ГОСТ (базові конфігурації Solidworks, Draftsight, Swr-специфікація);

- інженерний аналіз (міцність, стійкість, теплопередача, частотний аналіз, лінійне і нелінійне наближення - Solidworks Simulation; динаміка механізмів - Solidworks Motion; газо/гидродінаміка - Solidworks Flow Simulation; оптика і світлотехніка - Optisworks);

- управління даними і процесами на етапі КПП (SWE-PDM); ? і багато що інше.

Вирішувані завдання на етапі технологічної підготовки виробництва (ТПП):

- аналіз технологічності конструкції виробу (базові конфігурації Solidworks, Dfmxpress/dfmprofessional);

- розробка технологічних процесів по ЕСТД, включаючи матеріальне і трудове нормування (Swr-технологія);

- проектування оснащення і інших засобів технологічного оснащення (базові конфігурації Solidworks, Moldworks, Electrodeworks, Logopress і ін.);

- управління даними і процесами на етапі ТПП (SWE-PDM).

Компас - сімейство систем автоматизованого проектування з можливостями оформлення проектної і конструкторської документації згідно із стандартами серії ЕСКД і СПДС.

Програми даного сімейства автоматично генерують асоціативні види тривимірних моделей (у тому числі розрізи, перетини, місцеві розрізи, місцеві види, види по стрілці, види з розривом). Всі вони асоційовані з моделлю: зміни в моделі приводять до зміни зображення на кресленні. Стандартні види автоматично будуються в проекційному зв'язку. Дані в основному написі креслення (позначення, найменування, маса) синхронізуються з даними з тривимірної моделі. Є можливість зв'язку тривимірних моделей і креслень із специфікаціями, тобто при «належному» проектуванні специфікація може бути отримана автоматично; крім того, зміни в кресленні або моделі передаватимуться в специфікацію, і навпаки.

Основне завдання, що вирішується системою КОМПАС-3D - моделювання виробів з метою істотного скорочення періоду проектування і швидкого їх запуску у виробництво. Ці цілі досягаються завдяки можливостям:

- швидкого здобуття конструкторської і технологічної документації, необхідної для випуску виробів (складальних креслень, специфікацій, деталювань і так далі);

- передачі геометрії виробів в розрахункові пакети;

- передачі геометрії в пакети розробки програм, що управляють, для устаткування з ЧПУ;

- створення додаткових зображень виробів (наприклад, для складання каталогів, створення ілюстрацій до технічної документації і так далі).

Всі розглянуті пакети личать для створення твердотілої моделі, але кожен має як достоїнства так і недоліки.

Після проведеного детального аналізу САПР, вибір зупинився на програмному комплексі КОМПАС-3D V15.

Тому що:

- "Стандартний" інтерфейс, як в багатьох офісних застосувань (це хороший плюс);

- дуже зручна і добре розвинена допоміжна геометрія (краще за Компас в цьому плані я ще нічого не бачив), завдяки ній в нім найзручніше будувати креслення і ескізи;

- є безкоштовні версії (у деяких інших проектах домашні або студентські версії просто дешевші, або дуже урізані);



2. Аналітично-дослідницький розділ

2.1 Визначення типа виробництва

Виробнича програма - 1000 шт. в рік. Такт випуску при однойменному режимі роботи.

,

де F - річний фонд часу, 2052 годин;

n - коефіцієнт, що враховує простої устаткування, пов'язані з наладкою і обслуговуванням;

N - кількість деталей в партії.

= 105 мин/шт.

Денний випуск виробів

Nдн = Nгод / 253 = 1000 / 253 = 4 шт. в день

Змінний випуск

Nсм = Nдн / 2 = 4 / 2 = 2 шт. в зміну

Число виробів в місяць

Nм = Nгод / 12 = 1000 / 12 = 84 шт. в місяць



Використовуючи вихідні дані, вибираємо типа виробництва. Оскільки даний виріб випускається партіями не тривалий час по незмінних кресленнях, враховуючи масу і річний випуск виберемо дрібносерійного типа виробництва.

Під серійним виробництвом машин, їх деталей або заготовок розуміють їх періодичне виготовлення партіями, що повторюються, по незмінних кресленнях протягом тривалого проміжку календарного часу. Виробництво здійснюється партіями, при цьому можлива партія з одного виробу. Залежно від обсягу випуску цього типа виробництва ділять на мелко-, середньо- і великосерійне. Прикладами продукції серійного виробництва можуть служити металоріжучі верстати, компресори, суднові дизелі і тому подібне, що випускаються партіями, що періодично повторюються.

2.2 Аналіз службового призначення вузла, технічних вимог і норм точності, що пред'являються до його виконавчих поверхонь

Службове призначення: Вимикач подачі палива служить для перевірки подачі палива в циліндри дизеля. Вимикач встановлюють між секцією паливного насоса і форсункою.

Основна технічна вимога: забезпечити зазор між голкою поз. 4 і клапаном поз. 5 рівний 0+1 мм.

2.3 Виявлення конструкторських розмірних ланцюгів вузла

Для виконання вищезгаданої вимоги необхідно виявити всі розміри деталей, що впливають на виконання цієї вимоги. Номери позицій деталей див. аркуш 1 і специфікацію.

Розмірний ланцюг А складається з:

А - зазор між голкою 4 і клапаном 5 - 0.1 мм;

A1 - довжина голки 4 - 47 мм;

A2 - відстань від торця канавки корпусу 1 до торця голки 4 - 14 мм;

A3 - товщина стінки корпусу 1 - 27 мм;

A4 - товщина шайби 10 - 2 мм;

A5 - товщина буртика сідла 3 - 7 мм;

A6 - товщина шайби 9 - 5 мм;

A7 - глибина отвору в штуцері 2 - 65 мм;

A8 - довжина пружини 12 - 40 мм;

A9 - товщина буртика клапана 5 - 7 мм;

А10 - довжина направляючої частини клапана 5 - 26 мм;

Малюнок 1 Конструкторський розмірний ланцюг А

2.4 Вибір і обґрунтування методу досягнення точності замикаючої ланки

Забезпечення точності створюваного вузла зводиться до досягнення необхідної точності замикаючих ланок розмірних ланцюгів, закладених в його конструкцію, і розмірних ланцюгів, що виникають в процесі виготовлення вимикача.

Завдання забезпечення необхідної точності вибраної замикаючої ланки вирішимо імовірнісним методом, найбільш відповідним методом для даних умов.

Суть методу полягає в тому, що необхідна точність замикаючої ланки розмірного ланцюга досягається з деяким, заздалегідь обумовленим ризиком шляхом включення в неї складових ланок без вибору, підбору або зміна їх значень.

Вихідні дані:

Приймаємо, що розсіяння розмірів ланок близьке до закону трикутника, тобто лi ? 1/6, отже лУ = 1/6. Приймемо також бi = 0.

Розрахуємо допуски складових розмірів за способом однієї міри точності, приймаючи Р = 0,27% і коефіцієнт риски t = 3.

Визначуваний середній допуск.

ТАср = [ТАД] / t

де [ТАД - допуск замикаючої ланки, мкм;

лi - коефіцієнт відносного розсіяння;

i - одиниця допуску, мкм.

ТАср =1000/3 = 489 мкм

Одиниця допуску i рівна для розмірів А1 = 1,56 мкм; А2 = 1,08 мкм; А3 = 1,31 мкм; А4 = 0,55 мкм; А5 = 0,9 мкм; А6 = 0,73 мкм; А7 = 1,86 мкм; А8 = 1,56 мкм; А9 = 0,9 мкм; А10 = 1,31 мкм

По [1, с. 441] визначаємо, що отримане число одиниць допуску ТАср = 489, відповідає приблизно 14 квалітету.

Допуски 14-го квалітета для складових розмірів рівні Т1 = Т8 = 0,62 мм; Т2 = 0,43 мм; Т3 = Т10 = 0,52 мм; Т4 = 0,25 мм; Т5 = Т9 = 0,36 мм; Т6 = 0,3 мм; Т7 = 0,74 мм

Перевіримо правильність призначення допусків

ТАД = t= =0,54 мм

Допуски на складові ланки призначені правильно оскільки

[ТАД] = 1,0 мм > ТАД = 0,54 мм

Складемо розрахункову таблицю імовірнісного методу розрахунку розмірного ланцюга.

Таблиця 1 Розрахункова таблиця (імовірнісний метод)

Позначення ланок (номінал)	Відхилення, мм	Допуски, мм	Характеристика розсіяння
	?S	?I	?с		лi
A1 = 47 h14	0	-0,62	-0,31	0,62	0,17
A2 = 14 js14	+0,215	-0,215	0	0,43
A3 = 27 js14	+0,26	-0,26		0,52
A4 = 2 js14	+0,125	-0,125		0,25
A5 = 7 js14	+0,18	-0,18		0,36
A6 = 5 js14	+0,15	-0,15		0,3
A7 = 65 js14	+0,37	-0,37		0,74
A8 = 40 h14	0	-0,62	-0,31	0,62
A9 = 7 h14	0	-0,36	-0,18	0,36
A10 = 26 h14	0	-0,52	-0,26	0,52



2.5 Вибір і обґрунтування організаційних форм збірки вузла і засобів виконання складальних операцій

На підставі програми випуску і габаритних розмірів клапана приймаю стаціонарну не потокову збірку з одним робочим містом.

Збірка вузла виробляється на верстаку. Перед збіркою необхідно продути деталі від залишків технічної пилі.

Для збірки різьбових з'єднань застосовуються гайкові ключі.

2.6 Побудова і обґрунтування схеми збірки

Схема збірки вузла представлена на малюнку 2.

Малюнок 2 Схема збірки вимикача подачі палива

2.7 Виявлення умови автоматичної збірки вузла

Визначимо технічну можливість автоматичної установки шайби поз. 9 в сідло поз. 3.

Визначимо технічну можливість автоматичної запрессовки.

Вихідні дані для розрахунку.

Діаметр отвору в шайбі Ш 25,5H14(+0,52), діаметр посадочної поверхні сідла Ш 25h14(-0,52), заходниє фаськи на кромках отвору 1Ч45° і штока 1Ч45°. Визначимо допустимий відносний зсув деталей в первинний момент їх з'єднання.

дХн/2 = 0,5Dа + Са tgца - 0,5dв + Св tgцв

де Dа - найменший діаметр отвору шайби, мм;

dв - найбільший діаметр поверхні сідла, що сполучається, мм;

Са, tgца, Св, tgцв - висота і кут заходной фаськи поверхні, що сполучається, відповідно в отворі і рівні сідла, мм.

дХн/2 = 0,5 · 24,98 + 1,0 tg 45° - 0,5 · 24,48 + 1,0 tg 45° = 0,25 мм

Визначимо допустимий відносний перекіс деталей, що сполучаються.

гн ? г = arccos (dв / Dа) = arccos (24,48 / 24,98) = 11°30?

гн = arcsin (Св / Dа) = arcsin (1,0 / 24,98) = 2°18?

Як технологічні бази доцільно вибрати поверхні з найбільш високою чистотою і точністю, сідло базуємо по отвору в по подвійній направляючій базі і торцю (опорна база) на цангової облямовуванні. Шайба базується по торцю (настановна база) і зовнішній циліндровій поверхні (опорна база).

Точність базування сідла на цангової облямовуванні дХ1= 0,01 мм.

Така точність установки викликає зсув осі спрягаймої поверхні

дХ1/2 = (0,01 / 31) = 0,003 мм

і перекіс деталі на кут г1

Підрахуємо допуски на відносне положення виконавчих поверхонь базуючих пристроїв для деталей, що сполучаються, при яких можливе їх з'єднання.

дХ2/2 = (дХн/2 - дХ1/2) = 0,25 - 0,003 = 0,247 мм

г2 = гн - г1 = 2°18? - 10? = 2°8?

Здавальні норми точності з врахуванням 40% запасу на зношування в процесі експлуатації будуть наступними.

дХ2/2 (1 - 0,4) = 0,247 · 0,6 = 0,148 мм

г2 (1 - 0,4) = 2°8? · 0,6 = 1°17?



3. Розробка технологічного процесу виготовлення деталі

3.1 Вивчення службового призначення деталі і критичний аналіз технічних вимог і норм точності

Для розробки техпроцесу візьмемо деталь поз. 6 втулка МЧ 00.02.00.06.

Службове призначення даної деталі полягає в з'єднанні між собою штуцера поз. 2 і з нею деталлю відповіді, а також ущільненні отримуваного з'єднання.

Технічні вимоги на виготовлення деталі передбачають лише невказані граничні відхилення на розміри по 14 квалітету, що сповна задовольняє її службовому призначенню.

3.2 Вибір вигляду і форми організації виробничого процесу

Виходячи з типа виробництва (дрібносерійний) і габаритів деталі, виявляю вигляд організації процесу виготовлення деталі: вигляд організації виробничого процесу - не потоковий, а форма організації виробничого процесу - групова по спільності службового призначення. При даній формі виробничого процесу створюють окремі ділянки верстатів. На чолі кожної ділянки коштує майстер.

3.3 Аналіз технологічності деталі

Якісна оцінка технологічності деталі.

Деталь відноситься до деталей типа «тіла обертання». Центральний отвір деталі має просту форму, що не вимагає вживання спеціальних верстатів.

Всі оброблювані поверхні деталі доступні для обробки і не вимагають вживання спеціального інструменту.

Конструкція деталі дозволяє застосовувати високопродуктивне устаткування при механічній обробці, а також застосовувати раціональні методи здобуття заготівки.

Для кількісної оцінки технологічності деталі розрахуємо допоміжні коефіцієнти технологічності: точність обробки Ктч і шорсткості поверхонь Кш.

Ктч = 1 - 1 / Аср,

де Аср - середній квалітет обробки

Ктч = 1 - 1 / 12 = 0,92

Аср = SAni / Sni ,

де Ani - квалітет i - ої поверхні;- число поверхонь з квалітетом

Ani.р = (7 + 12 + 14 · 3) / 5 = 12,4

Приймаємо Аср = 12 квалітету.

Складемо таблицю розподілу квалітетов по поверхнях деталі в порядки їх зменшення, від найбільш точного до менш точному.

Таблиця 2 Розподіл квалітетів

Квалітет обробки	78	12	14
Число поверхонь	1	1	3

Середній квалітет відповідає чистовій обробці поверхонь деталі.

Коефіцієнт точності відповідає обробці деталі на верстаті нормальної точності.



Кш = 1 - 1 / Бср

де Бср - середнє числове значення параметра шорсткості, мкм.

Кш = 1 - 1 / 6,3 = 0,84

Бср = Бni / ni,

де Бni - шорсткість i-ой поверхні, мкм

Бср = (3,2 + 6,3 · 2 + 12,5 · 2) / 5 = 8,2 мкм

Приймаємо найближче по розряду Бср = 6,3 мкм.

Складемо для полегшення розрахунку таблицю розподілу шорсткості.

Таблиця 3 Розподіл шорсткості

Шероховатость Ra, мкм	3,2	6,3	12,5
Число поверхонь	1	2	2

Середнє значення шорсткості показує, що деталь, може бути отримана чистовою обробкою.

Висновок: значення шорсткості і точності обробки відповідають один одному, а коефіцієнти точності і шорсткості близькі до одиниці. За результатами якісної і кількісної оцінки деталь можна вважати технологічною.

3.4 Обґрунтування вибору напівфабрикату або технологічного процесу здобуття заготівки

Розглянемо два варіанти заготівки для даної деталі: поковка на ГКМ і сортовому круглому прокаті.

Остаточний вибір вигляду заготівки здійснимо відповідними розрахунками.

Варіант 1 - поковка.

Розрахунок поковки здійснимий по ГОСТ 7505 - 89.

Знайдемо попередню масу поковки

Gп = Gд · Kp

де Gд. - маса деталі, кг;

Кр. - розрахунковий коефіцієнт, Кр = 1,5.

Gп = 0,1 * 1,5 = 0,15 кг

Клас точності - Т3.

Група стали - M2.

Міру складності поковки визначаємо по формулі

С = Gп. / Gф,

де Gп. - розрахункова маса поковки, кг;

Gф. - розрахункова маса фігури, що описує, кг

С = 0,15 / 0,23 = 0,65

Міра складності поковки С1.

Конфігурація роз'єму штампу відповідно до профілю деталі плоска (П).

Вихідний індекс заготівки - 6.

Визначаємо основні припуски виходячи з розміру, поверхні і її шорсткості (на сторону), мм:

діаметр 37, шорсткість 12,5 мкм - 0,7;

діаметр 24, шорсткість 3,2 мкм - 0,9;

товщина 27, шорсткість 12,5 мкм - 0,8.

Приймемо додатковий припуск, що враховує відхилення від площинної і прямолінійності, - 0,2 мм.

Розрахуємо розміри поковки, мм:

діаметр 37 + (0,7 + 0,2) 2 = 38,8, приймаємо 39 мм;

діаметр 24 - (0,9 + 0,2) 2 = 21,8, приймаємо 22;

товщина 27 + (0,8 + 0,2) 2 = 29.

Виберемо гранично допустимі відхилення розмірів, мм

Ж39 (+0,5; -0,2);

Ж22 (+0,5; -0,2);

товщина 27 (+0,5; -0,2).

Радіуси закруглень зовнішніх кутів 1,6 мм.

Gз.пок. = V / 1000,

Gз.пок. = 22 · 7,85 / 1000 = 0,17 кг.

Знайдемо коефіцієнт використання матеріалу.

Ким = Gд./Gз.пок.

Ким = 0,1 / 0,17 = 0,59

Розрахуємо вартість поковки См.пок = 35 грн., Сотх = 500 грн.

Сз.пок. = См.пок Gз.пок. - (Gз.пок. - Gд.) (Cотх/1000),

де См.пок - вартість 1 кг матеріалу, грн..;

Сотх - вартість 1 тонни відходів матеріалу, грн.

Сз.ліст. = 35 * 0,17 - (0,17 - 0,1) (500 / 1000) = 5,92 грн

Варіант 2 - сортовий круглий прокат.

Згідно точності і шорсткості поверхонь деталі визначаємо проміжні припуски на поверхню найбільшого діаметру Ш 37 мм. Поверхня має шорсткість Rа12,5, отже, її обробка повинна мати чорнову стадію обробки.

Припуск на діаметр 2z на чорновій обробці 2,5 мм.

Визначимо діаметр заготівки Дz

Дz = Дн + 2Z

де Дн - номінальний діаметр деталі, мм.

ДЗ = 37 + 2,5 = 39,5 мм.

Виберемо діаметр прокату звичайної точності по ГОСТ 2590 - 88. Приймаємо круг Ж40 мм.

Круг 40-в ГОСТ 2590-88 / 45 ГОСТ 1050-88.

Визначимо довжину заготівки

LЗ = Lд + 2Z ,

де Lд - довжина деталі, мм;

Z - пріпуськ на підрізування торців, мм.

Відхилення для діаметру 40 мм складають +0,4; -0,7 мм.

Визначимо коефіцієнт використання матеріалу.

Ким = 0,1 / 0,3 = 0,33

Сз.круг. = 17 · 0,3 - (0,3 - 0,1) (500 / 1000) = 5,0 грн.

Висновок: приведені вище розрахунки показують, що поковка економічніше за об'ємом використання металу, але дорожче за собівартістю, чим прокат круглого перетину, а оскільки річна програма невелика, то доцільніше вибрати як заготівку прокат.

Ескіз вибраної заготівки представлений на малюнку 4.

Малюнок 4 Ескіз заготівки

3.5 Обґрунтування вибору технологічних баз

Операція 005 Токарна з ЧПУ



Дана теоретична схема базування може бути реалізована в трикулачковому таким, що центрується патроні. Лінійні розміри виходять від технологічної бази, отже, погрішність базування дорівнює нулю.

Операція 010 Токарна з ЧПУ

Дана теоретична схема базування може бути реалізована в трикулачковому таким, що центрується патроні. Лінійні розміри виходять від технологічної бази, отже, погрішність базування дорівнює нулю.

Операція 015 Токарна з ЧПУ



Дана теоретична схема базування може бути реалізована в трикулачковому таким, що центрується патроні. На даній операції не відбувається зміни лінійних розмірів, отже, погрішність базування дорівнює нулю.

Операція 020 горизонтально-фрезерна

Дана теоретична схема базування реалізується на різьбовому консольному облямовуванні з базуванням по різьбленню. Погрішність базування дорівнює нулю.

3.6 Вибір способів і обгрунтування кількості переходів по обробці поверхонь заготівки

Таблиця 4 Методи механічної обробки поверхонь деталі

Поверхность	Технологические переходы	Квалитет	Шероховатость, мкм
Ш37	Точение черновое	14	Rа12,5
М28	Сверление Растачивание черновое Нарезание резьбы	14 13 7	Rа12,5 Ra6,3 Rа3,2
Лыски 32	Фрезерование	14	Rа6,3
27	Точение черновое Точение чистовое	14 12	Rа12,5 Ra6,3
7	Точение черновое	14	Rа12,5



3.7 Розрахунок припусків, між операційних розмірів і допусків

Для розрахунку проміжних припусків аналітичним методом виберемо найбільш точну поверхню деталі торець 27h12(-0,21), шорсткість поверхні Ra6,3.

Технологічні переходи обробки поверхні:

точіння чорнове;

точіння чистове.

Визначаємо значення величин що визначають якість поверхні для: заготовки (відрізання) Rz + Т = 200 мкм;

точіння чорнового Rz = 50 мкм; Т = 50 мкм;

точіння чистового Rz = 32 мкм; Т = 30 мкм.

Знайдемо величину просторового відхилення

rз = l

де Дк - питома кривизна, мкм/мм;

l - довжина заготівки, мм.

rз = 28 = 0,028 мм.

Визначимо, величину залишкового просторового відхилення застосовуючи коефіцієнт уточнення Ку рівний 0,05 для чорнового точіння.

r1 = 28 * 0,06 = 2 мкм

Розрахуємо мінімальний припуск



2Zmin = 2 (Rzi-1 + Тi-1 + ri-1),

На чорнове точіння

Zmin1 = 2 (200 + 28) = 456 мкм

На чистове точіння

Zmin2 = 2 (50 + 50 + 2) = 204 мкм

У останню графу «розрахунковий розмір» записуємо креслярський розмір, а останнє розраховуємо, починаючи з кінцевого переходу

dр3 = 26,79 + 0,204 = 26,994 мм;

dр2 = 26,994 + 0,456 = 27,45 мм

Записуємо в графу «найменший граничний розмір» значення розрахункового розміру.

Розраховуємо найбільший граничний розмір

dmax3 = 26,79 + 0,21 = 27 мм;

dmax2 = 26,99 + 0,52 = 27,51 мм;

dmax1 = 27,45 + 0,84 = 28,29 мм

Визначимо максимальний граничний припуск

Zпрmax2 = 27,51 - 27 = 0,51 мм = 510 мкм;

Zпрmax1 = 28,29 - 27,51 = 0,78 мм = 780 мкм

Визначимо мінімальний граничний припуск

Zпрmin2 = 26,99 - 26,79 = 0,2 мм = 200 мкм;

Zпрmin1 = 27,45 - 26,99 = 0,46 мм = 460 мкм

Перевіримо правильність вироблених розрахунків

Zпрmax - 2Zпрmin = d з - d д,

780 - 460 = 840 - 520= 320- 200 = 520 - 210= 310

Розрахунок вироблений правильно.

Побудуємо таблицю розрахунку припусків і схему розташування полів допусків і припусків (див. таблицю 5)

Таблиця 5 Розрахунок припусків

Технологические переходы обработки 27h12(-0,21)	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск, 2Zmin, мкм	Расчетный размер dр, мм	Допуск , мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припуска, мкм
	Rz	Т					dmin	dmax	2Zпрmin	2Zпрmах
Заготовка Точение: черновое чистовое	200	28 2 -	- 456 204	27,45 26,994 26,79	840 520 210	27,45 26,99 26,79	28,29 27,51 27	- 460 200	- 780 510
	50 32	50 30

3.8 Вибір технологічного устаткування для виготовлення деталі

Технологічне устаткування вибираємо залежно від габаритів деталі, її точності і вибраних технологічних схем базування.

Токарний з ЧПУ 16Б16Т1:

найбільший діаметр оброблюваної заготівки - 125 мм;

найбільша довжина оброблюваної заготівки - 750 мм;

частота обертання шпинделя 40 -2000 об/мін;

подовжня подача - 2 - 1200 мм/мін;

поперечна подача - 1 - 1200 мм/мін; конус отвору пінолі - Морзе 5;

потужність електродвигуна головного приводу - 4,2 кВт;

пристрій ЧПУ - НЦ-31. Горизонтально-фрезерний 6Р82Г:

розміри робочої поверхні столу - 320?1250 мм;

найбільше переміщення столу: подовжнє - 800 мм;

поперечне - 250 мм;

відстань від осі горизонтального шпинделя до робочої поверхні столу - 30-450 мм;

частота обертання шпинделя - 31,5 - 1600 об/мін;

потужність електродвигуна - 7,5 кВт.

Відомості про вживане оснащення, ріжучому і вимірювальному інструменті будуть представлені на аркуші 2 графічних частини курсового проекту.

Размещено на Allbest.ru