Характеристика и функциональные особенности детали Подставка. Химический состав и механические свойства необходимой для ее производства стали. Анализ технологичности конструкции, качественная и количественная оценка. Выбор способа получения заготовки.
Рассматривая современное состояние проектирования и изготовления изделий с учетом требований технологичности, можно отметить несколько направлений решения этой проблемы, которые непосредственно или косвенно способствуют повышению технологичности конструкции в соответствии с требованиями современного производства. Применение прогрессивных, высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с ЧПУ, ЭВМ и другой новой техники, прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов - все это направлено на решение главных задач, повышение эффективности производства и качества продукции. Особенно большое внимание уделяется чистовым и отделочным технологическим методам обработки, объем которых в общей трудоемкости обработки деталей постоянно возрастает. С точки зрения технологичности конструкции данной детали следует сказать, что данная деталь не технологична, так как содержит много резьбовых отверстий, а также большая шероховатость квалитет обработки. Таким образом, проанализировав количественные показатели технологичности для данной детали, следует сказать, что к положительным показателям, характеризующим деталь, относятся: коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей - все поверхности обрабатываются стандартным инструментом; коэффициент обработки поверхностей равен нулю.Требуемая точность обработки мм по чертежу составляет h8; Первый маршрут: Фрезерование черновое IT10, Ra 6,3; Номер маршрута Операция обработки Достижимый квалитет точности Достижимый допуск, мм Коэффициент изменения точности Основное время обработки, мин 2 Операция обработки Достижимый квалитет точности Достижимый допуск, мм Коэффициент изменения точности Основное время обработки, мин Т.к. в маршруте №1 основное время обработки меньше, чем в маршруте №2, то выбираем первый.Рассчитаем режимы резания для операции фрезерования концевой фрезой диаметром 10 мм. Подачу принимаем в зависимости от диаметра фрезы и глубины фрезерования S=0,01 мм/зуб. Стойкость инструмента Т принимаем раной 80 мин в зависимости от диаметра фрезы. Определяем скорость резания: где Kv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки Kmv, состояние поверхности Кпv, материал инструмента Киv. Расчетная частота совпадает с паспортной и принимаем равную 4500 об/мин.
План
Содержание операции Достижимый допуск, мм Минимальный припуск, мм Предельные размеры обработки, ммСодержание операции Достижимый допуск, мм Минимальный припуск, мм Предельные размеры обработки, мм
Введение
деталь заготовка подставка сталь
Основные направления развития машиностроения предусматривают дальнейшее повышение его эффективности, интенсификации, уменьшение сроков создания, освоения производства новой прогрессивной техники. Организационно-методической основой выполнения поставленной задачи является конструирование машиностроительных изделий с учетом требований технологичности конструкции.
Рассматривая современное состояние проектирования и изготовления изделий с учетом требований технологичности, можно отметить несколько направлений решения этой проблемы, которые непосредственно или косвенно способствуют повышению технологичности конструкции в соответствии с требованиями современного производства.
К ним относят: - непрерывно возрастающий объем агрегатного монтажа сборочных единиц, механизмов и оборудования, развития системы модульного проектирования на базе унификации и стандартизации;
- широкое использование ЭВМ, обеспечивающее более высокий уровень анализа конструктивных решений в различных вариантах использования;
- организация широкого обмена опытом в области создания технологичных конструкций между различными областями машиностроения.
Таким образом, генеральная линия развития машиностроения-комплексная автоматизация проектирования и производства, требуемые знания и современные владения методами проектирования.
Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависит от опережающего развития производства нового оборудования, станков, машин и аппаратов; от внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.
Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных, высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с ЧПУ, ЭВМ и другой новой техники, прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов - все это направлено на решение главных задач, повышение эффективности производства и качества продукции.
Одна из главных задач машиностроения - дальнейшее развитие, совершенствование и разработка новых технологических методов обработки заготовок деталей машин, применение новых конструкционных материалов и повышение качества обработки деталей. Особенно большое внимание уделяется чистовым и отделочным технологическим методам обработки, объем которых в общей трудоемкости обработки деталей постоянно возрастает.
Обработка металлов резанием - это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали.
К современным машинам и приборам предъявляются высокие требования по технико-эксплуатационным характеристикам, точности и надежности работы. Эти показатели обеспечиваются высокой точностью размеров и качеством обработанных поверхностей деталей машин и приборов. Поэтому, несмотря на большие достижения технологии производства высококачественных заготовок, роль обработки резанием и значение металлорежущих станков в машиностроении непрерывно повышаются.
1. Назначение и условие работы детали в узле
Подставка (рисунок 1) предназначена для поддержания установленных на ней конструктивных элементов.
Рисунок 1 - Подставка
Материал детали - У10А ГОСТ 1435-99. Данные о химических и механических свойствах данной стали представлены в таблицах 1.1, 1.2.
Таблица 1.1. Химический состав стали У10А ГОСТ 1435-99
Таблица 1.2. Механические свойства стали У10А ГОСТ 1435-99
Механические свойства Значение
Временное сопротивление разрыву SB, Мпа 750
Относительное удлинение d5, % 10
Относительное сужение y, % 23
Твердость, не более, HB 197
2. Анализ технологичности конструкции детали
Качественная оценка технологичности конструкции
Качественная оценка детали производится исходя из рекомендаций литературного источника [3]. Материалом для данной детали служит сталь У10А ГОСТ 1435-99. Данная инструментальная сталь применяется при изготовлении различных инструментов, используется в производстве матриц для холодной штамповки, плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации.
С точки зрения технологичности конструкции данной детали следует сказать, что данная деталь не технологична, так как содержит много резьбовых отверстий, а также большая шероховатость квалитет обработки.
И в целом, оценивая материал, конструкцию, предельные отклонения, следует признать, что данная деталь не технологична.
Количественная оценка технологичности конструкции
Она может быть осуществлена только при использовании соответствующих базовых показателей технологичности. Поэтому необходимо определить основные и дополнительные показатели.
При оценке технологичности согласно [1] используются следующие показатели: Коэффициент унификации конструктивных элементов
Ку.э= Q у.э / Q э, где Q у.э и Q э - соответственно число унифицированных конструктивных элементов детали и общее, шт.
Кп.ст= Do.c / Dm.о, где Do.c, Dm.о - соответственно число поверхностей детали, обрабатываемых стандартным инструментом, и всех, подвергаемых механической обработке поверхностей, шт.
Кп.ст = 8 / 8=1.
Коэффициент обработки поверхностей
Кп.о= 1 - Dm.о / Dэ, где Dэ - общее число поверхностей детали, шт.;
Кп.о= 1 - 8/8 = 0.
Коэффициент использования материала
Ки.м = q / Q, где q, Q - масса детали и заготовки соответственно, кг.
Ки.м = 3,65/5,19 = 0,7.
Масса детали равна 3,65 кг;
Максимальное значение квалитета обработки IT - 7;
Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra 0,8;
Коэффициент применения типовых технологических процессов при изготовлении данной детали
Кт.п = Qt.п /Qи, где Qt.п, Qи - соответственно число типовых технологических процессов для изготовления детали и общее, шт.;
Кт.п = 4/ 4 = 1.
Таким образом, проанализировав количественные показатели технологичности для данной детали, следует сказать, что к положительным показателям, характеризующим деталь, относятся: коэффициент применяемости стандартизованных обрабатываемых поверхностей - все поверхности обрабатываются стандартным инструментом; коэффициент обработки поверхностей равен нулю. Недостатком является огромное количество унифицированных элементов. Следовательно, обобщив все показатели, деталь можно считать не технологичной.
3. Выбор способа получения заготовки с экономическим обоснованием деталь заготовка подставка сталь
Кривошипные горячештамповочные прессы предназначены для выполнения различных технологических процессов горячей объемной штамповки (в открытых и закрытых штампах) и горячего прессования поковок из сортового проката. В зависимости от конструктивного устройства, параметров и технологического назначения КГШП подразделяют на универсальные прессы простого действия для горячего прессования, прессы двойного действия и прессы для штамповки низких поковок.
Стоимость КГШП в несколько раз выше по сравнению с паровоздушными штамповочными молотами, пригодными для производства аналогичных поковок. Эксплуатационные расходы при использовании прессов ниже, но не настолько, чтобы привести к положительному экономическому эффекту. Применение КГШП целесообразно при внедрении прогрессивных технологических процессов штамповки в закрытых штампах и горячего прессования. Благодаря этому возможна экономия исходного металла. При штамповке на молотах коэффициент использования металла составляет 40…50%, а на КГШП - 60… 70%, что значительно снижает себестоимость продукции.
Литье в песчаные формы, метод литья металлов и сплавов, при котором расплавленный металл заливается в форму, сделанную из плотно утрамбованного песка. Для того, чтобы песчинки были крепко связаны между собой, песок смешивают с глиной, водой и другими связующими веществами. Этот метод применяется для литья из стали, меди, бронзы и алюминия.
Литье в песчаные формы - широко используемый е промышленности метод литья. Сначала, в соответствии с чертежами, делается деревянная модель изделия, затем она утапливается в песок в нижней части стального корпуса вплоть до ее самого широкого поперечного сечения. Затем монтируется верхняя часть формы. К нижнему корпусу за жимами прикрепляется верхний, образуя цельную коробку, а затем туда еще досыпается и утрамбовывается песок, таким образом, чтобы он покрыл всю модель целиком. В необходимых местах фиксируются литник и выпор. Отдельно делают внутренний литейный стержень из песка для того, чтобы можно было создать полость внутри будущей отливки. Песок форм, который первоначально был смешан с силикатом натрия, образует силикагель, когда через него прокачивается углекислый газ. Этот гель имеет консистенцию сиропа и связывает песок. Затем корпус формы раскрывают и убирают деревянную модель. Стержень помещают в корпус формы, и форму опять собирают. Деревянный лит ник и выпор убираются. Расплавленный металл вливается в высушенную форму через конусообразный литник. Вытесняемый воздух выходит через выпор. После охлаждения корпус формы раскрывается и достается отливка. Литник и выпор отрезаются, а песок выбивается. В готовой отливке показана полость, образованная на месте стержня.
Себестоимость заготовок, получаемых штамповкой на прессе, определяется по формуле:
где S - базовая стоимость 1 т заготовок Si = 360 руб.; Q - масса заготовки, кг; q - масса готовой детали, кг; КТ, КС, КВ, КМ, КП - коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок; Sotx - стоимость 1 т отходов, Sotx = 25,8 руб.
Для изготовления: Q=5,7 кг; q=3,65 кг; КТ=1; КС=1; КВ=0,93; КМ=1,22; КП =1.
Себестоимость заготовки, выполненной штамповкой на прессе: Определим себестоимость заготовки литьем в песчаные формы, с учетом, что масса заготовки на 10% легче.
Для изготовления: Q=5,19 кг; q=3,65 кг; КТ=1; КС=1; КВ=0,93; КМ=1,22; КП =1.
где К - коэффициент, зависящий от типа производства, принимаем равный 0,9.
Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок:
где N - годовая программа выпуска
Произведем расчет отливки в песчаные формы
Определяем класс размерной точности (3, табл. 9) в зависимости от вида получения заготовки, материала детали и габаритных размеров.
Принимаем класс размерной точности - 9.
Определяем степень коробления отливки (3, табл. 10).
Принимаем равную 5.
Определяем степень точности поверхностей (3, табл. 11)
Принимаем равную 14.
Шероховатость поверхностей отливок (3, табл. 12)
Принимаем шероховатость поверхностей отливок Ra = 12,5 мкм.
Определяем класс точности массы отливки (3, табл. 13)
Принимаем класс точности массы отливки - 10.
Определяем ряд припусков (3, табл. 14).
Принимаем ряд припусков (3, табл. 14) - 3.
№ п/п Поверхности Вид обработки Припуск, мм Допуск, мм
1 14 Чистовая 3.0 ±0,4
2 22 Чистовая 3.0 ±0,4
3 33 Чистовая 3.0 ±0,5
4 92,4 Чистовая 3.0 ±0,9
5 121 Чистовая 3.0 ±1,1
6 200 Чистовая 3.0 ±1,6
Определяем размеры заготовки (таблица)
1 14 14 3 3=20 Принимаем 20 ±0,4
2 22 22 3 3=28 Принимаем 28 ±0,4
3 33 33 3 3=39 Принимаем 39 ±0,5
4 92,4 92,4 3 3=98,4 Принимаем 99 ±0,9
5 121 121 3 3=127 Принимаем 127 ±1,1
6 200 200 3 3=206 Принимаем 206 ±1,6
4. Выбор маршрута обработки поверхностей, допусков, припусков и размеров на промежуточных операциях
1. Требуемая точность обработки внутреннего O мм по чертежу составляет Н7;
2. Общий коэффициент изменения точности диаметра равен
3. Учитывая рекомендации, приведенные в табл. 5.6 и 5.12 и положение о том, что каждая последующая операция (переход) должна быть точнее предшествующей на 1-2 квалитета точности, принимаем два возможных маршрута обработки (табл. 5.14).
Первый маршрут: Сверление IT9, Ra3,2;
Зенкерование чистовое IT7, Ra0,8.
Второй маршрут: Сверление IT9, Ra3,2;
Развертывание точное IT6, Ra0,8.
Номер маршрута Операция обработки Достижимый квалитет точности Достижимый допуск, мм Коэффициент изменения точности Основное время обработки, мин
1 Сверление 9 0,043 18,6 0,3
Зенкерование чистовое 7 0,018 2,3 0,1
Итого: ПКЗІ=44 0,4
2 Операция обработки Достижимый квалитет точности Достижимый допуск, мм Коэффициент изменения точности Основное время обработки, мин
Сверление 9 0,043 18,6 0,3
Развертывание точное 7 0,018 2,3 0,2
Итого: ПКЗІ=44 0,5
Т.к. в маршруте №1 основное время обработки меньше, чем в маршруте №2, то выбираем первый.
Общий припуск равен 0,8 мм
Расчет межоперационных припусков и размеров заготовки
Список литературы
1. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. Под ред. В.В. Бабука. - Мн.: «Вышэйшая школа», 1987. -256 с.
2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Выш. школа, 1983. - 256 с.
3. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов.
4. ГОСТ 25346-89. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений.
5. Технология машиностроения: учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта и курсовой работы для студентов дневной и заочном форм обучения/Г.Я. Беляев, М.М. Кане, А.И - Медведев; под ред. М.М. Кане, - Мн.: БНТУ, 2006, - 88 с.
6. Справочник технолога машиностроителя. В двух томах. Т2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. -496 с.
7. Ю.В. Барановский. Режимы резания металлов. Справочник. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М., «Машиностроение», 1972.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
