Проектирование технологического процесса изготовления детали - крышка подшипниковая

Рефераты по металлургии » Проектирование технологического процесса изготовления детали - крышка подшипниковая

Введение

Цель курсового проектирования по технологии машиностроения - научится правильно применять теоретические знания полученные в процессе учебы использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

К мероприятиям по разработке новых прогрессивных технологических

процессов относится и автоматизация на ее основе проектируется высокопроизводительное технологическое оборудование осуществляющее

рабочие и вспомогательные процессы без непосредственного участия человека.

В соответствии с этим решаются следующие задачи:

Расширение углубление систематизация и закрепление теоретических знаний и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов сборки изделий и изготовления деталей включая проектирование средств технологического оснащения.

Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы.

Овладение методикой теоретико-экспериментальных исследований технологических процессов механосборочного производства.

В курсовом проекте должна отображаться экономия затрат труда материала энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки создания гибких технологий.

1. Назначение детали и анализ технических условий на ее изготовление.

Деталь БИЯН 712272-022 является крышкой подшипниковой электродвигателя. Крышка изготовлена из серого чугуна СЧ15 ГОСТ 1412-85.

В крышке имеется осевое отверстие для выхода вала электродвигателя так же имеется глухое отверстие (посадочное) с высокой точностью изготовления по 7’му квалитету точности и шероховатостью 0.8 для посадки подшипника.

В осевом отверстии имеется технологичная канавка для уплотнения резиновым кольцом. Для удобства обработки а частности для обеспечения зажима крышка имеет три прилива по диаметру которые обеспечивают прочность крышки при приложении зажимной силы.

Три отверстия в лапках предназначены для закрепления крышки на корпусе электродвигателя по лапкам произведена расточка посадочной поверхности для сопряжения с корпусом электродвигателя (замок)

Самым точным является глухое отверстие (посадочное) с высокой точностью изготовления по 7’му квалитету точности и шероховатостью 0.8 для посадки подшипника. Которое получается путем трех операций - чернового и чистового растачивания и шлифования.

2. Определение типа производства.

2.1 Тип производства определяем с помощью коэффициента закрепления операций по формуле:

Кз.о. = t / tс.ш. ; (1)

где tс.ш. = 1.2 - среднее штучное время основных операций обработки мин;

t - такт выпуска деталей мин.

t = 60 * Fg / N мин/шт (2)

где Fg =4015 - действительный годовой фонд времени работы оборудования ч

N = 15000 - годовая программа выпуска изделий шт.

t = 60 * 4015 / 15000 = 9.06 мин/шт

Кз.о. = 15.06 / 1.2 » 12

Так как Кз.о. > 10 тип производства - средне серийный.

3. Анализ технологичности конструкции детали.

Форма детали является правильной геометрической является телом вращения. Значение шероховатостей поверхностей соответствует классам точности их размеров и методам обработки этих поверхностей. Деталь имеет поверхности не являющиеся параллельными центральной оси эти поверхности имеют легкую ( в пределах 2° на 25 мм длины) конусность. Деталь не имеет не перпендикулярных осям отверстий на входе и выходе сверла.

Для обработки детали достаточно использовать токарную и сверлильную операции. Имеется свободный отвод и подвод режущего и мерительного инструмента к обрабатываемым поверхностям.

Многообразие размеров отверстий сведено к минимуму.

Недостатком технологичности можно считать конусные поверхности так как они могли бы использоваться для зажима.

Так как количество недостатков минимально то деталь в целом можно считать технологичной.

4. Технико-экономический анализ методов получения заготовки.

На основании анализа детали по чертежу учебной и справочной литературы отбираем два способа получения отливки крышки: литье в песчано-глинистые формы и литье под давлением.

Оценку правильности метода выбора заготовки произведем по минимальной величине производственных затрат на изготовление детали. Расчет величины приведенных затрат выполним по формуле:

Пз.д. = Мз Цз - Мо Цо + Пз.ч i * Тшт гр; (3)

где Мз - масса заготовки кг;

Цз - расчетная цена заготовок гр/кг;

Мо - масса реализуемых отходов кг;

Цо - цена реализуемых отходов гр/кг;

Пз.ч i - норматив приведенных затрат приходящихся на 1ч. работы оборудования при выполнении i-й операции [3 табл. 46-50];

Тшт - норма штучного времени на механическую обработку заготовки.

Данные для расчета приведенных затрат сведем в таблицу (табл. 4.1)

4.1. Сравнения величины произведенных затрат по вариантам получения заготовки.

значение показателя
Показатель литье в песчано-глин. формы литье под давлением
Масса заготовки Мз , кг 0.500 0.470
Приведенная цена заготовки Цз , гр/кг
Масса отходов Мо , кг 0.060 0.030
Приведенная цена отходов Цо , гр/кг 0.7 0.7
Норматив приведенных затрат Пзч , гр/кг 1.02 1.02
Норма штучного времени Тнт , ч 12.8 10.07
Приведенные затраты Пзд , гр

По минимуму приведенных затрат предпочтителен вариант получения заготовки подшипниковой крышки литьем под давлением.

5. Проектирование технологического процесса механической обработки

детали.

5.1 Разработка маршрута технологического процесса.

При разработке технологического процесса следует руководствоваться следующими принципами:

при обработке заготовок полученных литьем необработанные поверхности можно использовать в качестве баз для первой операции;

при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операции целесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками;

в первую очередь следует обрабатывать те поверхности которые являются базовыми в дальнейшей обработке;

далее выполняют обработку тех поверхностей при снятии стружки с которых в меньшей степени уменьшается жесткость детали;

в начале технологического процесса следует осуществлять те операции в которых велика вероятность получения брака из-за дефекта.

Технологический процесс записывается по операционно с перечислением всех переходов.

1. Операция токарная.

Оборудование - токарно-винторезный станок 16Б16КП

Деталь устанавливаем в трехкулачковый клиновой пневмо патрон.

В качестве базы используем необработанный торец заготовки. Заготовка ориентируется так чтобы зажимное усилие прилагалось к специальным приливам.

Используется многорезцовая наладка.

1-й переход.

растачиваем отверстие (1) Æ34.5+0.6 на проход

растачиваем отверстие (2) Æ78.5+0.7 выдерживая размер 19±1.5

2. Операция токарная.

Оборудование - токарно-винторезный станок 16Б16КП

Деталь устанавливаем в трехкулачковый клиновой пневмо патрон.

В качестве базы используем необработанный торец заготовки. Заготовка ориентируется так чтобы зажимное усилие прилагалось к специальным приливам.

Используется многорезцовая наладка.

1-й переход.

подрезаем торцевую поверхность (1) 220±1.5 выдерживая размер 32.1-0.3

подрезаем торцевую поверхность (2) выдерживая размер 21+0.3

растачиваем поверхность (3) выдерживая размер 0.6+0.3

3. Операция токарная.

Оборудование - токарно-винторезный станок 16Б16КП

Деталь устанавливаем в трехкулачковый клиновой пневмо патрон.

В качестве базы используем необработанный торец заготовки. Заготовка ориентируется так чтобы зажимное усилие прилагалось к специальным приливам.

Используется многорезцовая наладка.

1-й переход.

точим канавку (1) выдерживая размеры : Æ48H14(+0.62 ) профиль канавки получаем фасонным резцом Р2674-02

растачиваем канавку (2) Æ 81+0.87 размер (1) получаем инструментом

растачиваем фаску (3) выдерживая размер 1x45

4. Операция токарная.

Оборудование - токарно-винторезный станок 16Б16КП

Деталь устанавливаем в трехкулачковый клиновой пневмо патрон.

В качестве базы используем необработанный торец заготовки. Заготовка ориентируется так чтобы зажимное усилие прилагалось к специальным приливам.

Используется многорезцовая наладка.

1-й переход.

растачиваем отверстие (1) Æ79.5+0.3 выдерживая размер 22+0.3

растачиваем отверстие (2) Æ198.5+0.3 выдерживая размер 5.5+0.5

растачиваем фаску (3) выдерживая размер 0.5x45

5. Операция токарная.

Оборудование - токарно-винторезный станок 16Б16КП

Деталь устанавливаем в трехкулачковый клиновой пневмо патрон.

В качестве базы используем необработанный торец заготовки. Заготовка ориентируется так чтобы зажимное усилие прилагалось к специальным приливам.

Используется многорезцовая наладка.

1-й переход.

растачиваем отверстие (1) Æ199H8(+0.072 ) выдерживая размер 5.5+0.5

растачиваем отверстие (2) Æ80 H8(+0.064 ) на длину 22+0.3

6. Операция шлифовальная.

Оборудование- кругло-шлифовальный станок модели 3У12В

Крышка устанавливается на оправку в качестве базовой поверхности служит предварительно обработанный Æ34.5+0.6 на проход.

шлифуем отверстие (1) Æ80H7(+0.003 ) на длину 22+0.3

7. Операция сверлильная.

Оборудование - настольно-сверлильный станок модели 2М112

Заготовка устанавливается в приспособлении П4227

Используется кондукторная втулка

1-й переход. Сверлим первое отверстие (1) Æ11H14(+0.13 )

2-й переход. Сверлим второе отверстие (2) Æ11H14(+0.13 )

3-й переход. Сверлим третье отверстие (3) Æ11H14(+0.13 )

5.2. Расчет припусков на механическую обработку.

Расчет припусков произведем двумя методами: для размера Æ80H7(+0.03 ) рассчитаем припуски аналитическим методом а для остальных размеров - опытно статическим.

5.2.1 Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственной погрешности возникающей при конкретных условиях обработки заготовки.

Минимальный припуск при обработке поверхности отверстия определяется по формуле:

2Zmin = 2((Rz + h)i-1 + ÖD2 åi-1 + e2 i мин (4)

где Rz - высота неровности профиля мкм;

h - глубина дефектного слоя мкм;

Då - суммарное отклонение расположения поверхностей мкм;

ei - погрешность установки заготовки мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности у заготовки определим по формуле:

Då = ÖD2 с + D2 к мкм (5)

где Dс - отклонение от соосности мкм;

Dк - кривизна отливки мкм на 1 мм.

Все значения необходимые для определения припусков сводим в таблицу.

Таблица 5.2.1. Определение припусков на механическую обработку.

Методы квалитет предельные допуск Элемент припуска мкм
обработки точности отклонения мкм Rz h Då ey

Заготовка

-

+ 0.074

- 0.010

0.084 20 30 460 0

Черновое точение

H14

+ 0.012

0.053 10 20 20.570 0

Чистовое точение

H8

+ 0.09

0.09 1.6 10 20.431 0

Шлифование

H7

+ 0.03

0.03 0.8 4 20.431 0

Определяем припуски на каждую операцию.

2Zmin 1 = 2((10+20)+Ö4602 ) » 1000 мкм = 0.98 мм

2Zmin 2 = 2((1.6+20)+Ö20.4312 ) »231.2 мкм = 0.08 мм

2Zmin 3 = 2((0.8+20)+Ö20.4312 ) »121.4 мкм = 0.02 мм

Определяем номинальные припуски на каждую операцию по формуле:

2Zn = 2Zimin + Li * Di-1 + Li * Di мкм (6)

где Li Di -1 - нижнее отклонение размеров на предшествующей операции мкм;

Li Di - нижнее отклонение размеров на данной операции мкм.

Так как при литье под давлением класс точности получения заготовок высок то название операции - ‘ черновое растачивание ’ условно и весь полученный припуск можно разделить на две равные части.

2Zmin 1 = 2Zmin 2 = 0.5 мм.

2ZH1 = 500 + 10 + 12 = 522 мкм = 0.52 мм

2ZH2 = 500 + 12 + 20 = 532 мкм = 0.53 мм

Для дальнейших расчетов принимаем номинальные припуски и операционные размеры сводим в таблицу.

Таблица 5.2.2. Операционные размеры.

Наименование припуска и размера Условное обозначение Расчетное значение Принятое значение
1. Размер на чертеже d Æ80H7(+0.03 )

2. Припуск на

шлифование

2ZH1 0.1

3. Размер до

шлифования

d3 Æ80H8(+0.09 )

4. Припуск на

чистовое точение

2ZH2 0.4

5. Размер до чистового

точения

d2 Æ81H10(+0.012 )

6.Припуск на черновое

точение

2ZH3 0.5
7. Размер заготовки d1

Æ82+0.074

-0.010

5.2.2. Опытно - статистический метод заключается в выборе припусков по таблицам.

По ГОСТ 26645-85 выбираем припуски на механическую обработку значения которых сводим в таблицу 5.2.3.

Таблица 5.2.3. Припуски на механическую обработку

Размер Вид окончательной обработки общий припуск на сторону
Æ80H7 Шлифование 2.4
Æ199H8 Точениечистовое 2.8
Æ34.5H14 Точение 2.0
16H14 Точение 1.6
0.15±0.26 Точение 0.8
24H11 Точение 1.0
Æ11H14 Сверление 5.5



Рис. 1. Графическое изображение припусков допусков и операционных размеров.

5.3. Операционные технологические расчеты.

Режимы резания можно рассчитывать двумя способами:

- расчетно-аналитическим;

- табличным.

Режимы резания при обработке размера Æ80H7 рассчитаем расчетно-аналитическим методом а остальные - табличным.

Подачу при чистовом растачивании выбираем в зависимости от требуемых параметров шероховатости и радиуса при вершине резца. Для чугунных заготовок и шероховатости 1.6 по [1. табл. 14] выбираем S=0.15 мм/об.

Скорость резания рассчитываем по формуле:

V = Cn / (Tm * tx * Sy ) * Kn м/мин (6)

где Т - среднее значение стойкости мин;

(при одноинструментной обработке Т=60 мин)

t= 0.5 мм - глубина резания;

S=0.15 мм/об - подача

Значение коэффициентов Cnи показателей степеней выбираем из [1. табл.17]

Получаем:Cn = 485 x = 0.12 y = 0.25 m = 0.28.

Коэффициент Kn определяется по формуле:

Kn = Km n * Kп n * Ku n (7)

где Km n - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

Kп n - коэффициент учитывающий состояние поверхности;

Ku n - коэффициент учитывающий материал инструмента;

Выбираем по [1. табл. 1-4] Km n = 0.8

Выбираем по [1. табл. 5] Kп n = 0.9

Выбираем по [1. табл. 6] Ku n = 0.6

Подставляем значения и получаем:

V = 485 / (600.28 * 0.50.12 * 0.150.25 ) * 0.54 = 145 м/мин

Скорость резания при растачивании равна скорости резания для наружной обработки с введением поправочного коэффициента 0.9

V = 145 * 0.9 = 130 м/мин

Силу резания принято раскладывать на составляющие направленные по осям координат станка. При растачивании эти силы рассчитываются по формуле:

Pz x y = 10Cp * tx * Sy * nn * Kp (8)

Постоянная Cp и показатели степени x y n приведены в [1. табл. 22]

Для силы Pz они равны:

Cp = 40

x = 1.0

y = 0.75

n = 0

Поправочный коэффициент Kp определяем по формуле:

Kp = Kmp * Ka p * Kg p * Kl p * Kt p (9)

где Kmp - коэффициент зависящий от материала заготовки;

Ka p - коэффициент зависящий от главного угла в плане;

Kg p - коэффициент зависящий от переднего угла;

Kl p - коэффициент зависящий от заднего угла;

Kt p - коэффициент зависящий от радиуса на вершине резца.

По [1. табл. 9 табл. 11 табл. 12] выбираем:

Kmp = 1.0

Ka p = 0.98

Kg p = 1.0

Kl p = 1.0

Kt p = 0.95

Kp = 1* 0.98 * 1 * 1* 0.95 = 0.912

Подставив значения получаем:

Pz = 10 * 40 * 0.51.0 * 0.150.75 * 1 * 0.912 = 44H.

Мощность резания рассчитываем по формуле:

N = Pz * n / (1020 * 60) = 44 * 44 / 1020 * 60 = 0.03 кВт (10)

Определяем основное технологическое время:

To = lр . х . / (n * S) * i мин (11)

где lр.х. - длина рабочего хода резца мм;

i - количество проходов шт.

lр.х. = l + y + D мм (12)

где l= 20мм - длина резания;

y= 3мм - величина врезания;

D = 2мм - величина перебега.

lр.х. = 20 +3 +2 = 25мм

То = 25 / (600 * 0.15) * 2 = 1.2 мин

Табличным методом рассчитываем режимы резания на других операциях. Для примера рассчитаем режим резания табличным способом для обработки - точение Æ 11 мм.

Страницы: 1 2