Анализ служебного назначения и технологичности детали. Выбор способа получения заготовки. Обоснование схем базирования и установки. Разработка технологического маршрута обработки детали типа "вал". Расчет режимов резания и норм времени по операциям.
Выполняются расчеты режимов резания, техническое нормирование технологических операций и технико-экономический анализ вариантов операций. Деталь представляет собой тело вращения типа вал; данная деталь используется в насосах и двигателях. Также к детали предъявляются требования к отклонению от соосноости. При разработке технологического чертежа изображают деталь без размеров и производят присвоение номера каждой поверхности, подлежащей обработки, следующим образом: расстановка номеров поверхностей детали производится против часовой стрелки, начиная с правого крайнего торца. Требуемое положение твердого тела (заготовки) относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических связей, лишающих тело трех перемещений вдоль осей XYZ и трех поворотов вокруг этих осей.
Введение
Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин является одним из наиболее ответственных этапов технологической подготовки производства. Технологический процесс должен обеспечивать высокую производительность труда и требуемое качество изделий при минимальных затратах материальных средств на их изготовление.
Целью курсового проекта является проектирование технологического процесса изготовления вала. При выполнении курсового проекта решаются следующие задачи: 1. Анализируется служебное назначение детали штанга, ее рабочий чертеж, технические требования, и разрабатывается технологический чертеж.
2. Оценивается технологичность детали.
3. Производится выбор методов получения заготовок.
4. Обосновываются методы обработки отдельных поверхностей.
5. Выбираются технологические базы, схемы базирования заготовок и установки.
6. Формируются структуры технологических процессов, разрабатываются маршруты обработки, строятся операции по двум вариантам.
7. Осуществляется выбор оборудования и средств технологического оснащения.
8. Выполняются расчеты режимов резания, техническое нормирование технологических операций и технико-экономический анализ вариантов операций.
В курсовом проекте используются техническая литература, справочные материалы, ГОСТЫ.
1. Служебное назначение детали
Деталь представляет собой тело вращения типа вал; данная деталь используется в насосах и двигателях. Она представляет собой вал O22 мм, длиной 162 мм. На одном ее конце имеется три канавки под уплотнительные сальники шириной по 5 мм, во внутреннем отверстии с этой же стороны расположена коническая резьба. Имеется сквозное отверстие с переменным диаметром: O16 мм, O10,5 мм, O12 мм, и сквозной паз длиной 69 мм и шириной 12 мм.
2. Анализ рабочего чертежа
При анализе рабочего чертежа оценим достаточность числа проекций, размеров, сечений. В данном конструкторском чертеже число размеров, сечений, проекций достаточно.
Шероховатость свободных поверхностей, не указанных на чертеже, имеет значение Ra3,2. Неуказанные предельные отклонения размеров охватывающих по H14, охватываемых по h14, остальных по . Также к детали предъявляются требования к отклонению от соосноости.
3. Разработка технологического чертежа
При разработке технологического чертежа изображают деталь без размеров и производят присвоение номера каждой поверхности, подлежащей обработки, следующим образом: расстановка номеров поверхностей детали производится против часовой стрелки, начиная с правого крайнего торца.
При наличии на поверхности детали различных свойств (тонности, шероховатости, термообработки и т.д.) каждый участок рассматривается как отдельный элемент, каждому присваивается отдельный номер.
Комбинированной поверхности присваивается один номер в общем порядке.
Оценим состояние каждой поверхности детали и все сведения сведем в таблицу 1.
Таблица 1 - Состояние поверхности детали
№ п/п Номинальный размер поверхности, мм Допуск на размер Тр, мкм Допуск формы Тф, мкм Допуск расположения Тр Шероховатость поверхности Ra
1 Наружная, плоская, торцевая 1000 600 600 3,2
2 Наружная, фасонная - - - 3,2
3 Наружная, фасонная 60 36 36 3,2
4 Наружная, фасонная 60 36 36 3,2
5 Наружная, фасонная 60 36 36 3,2
6 Наружная, цилиндрическая 60 36 50 0,8
7 Наружная, фасонная - - - 3,2
8 Наружная, торцевая, плоская 1000 600 600 3,2
9 Внутренняя, плоская 43 25,8 25,8 1,6
10 Внутренняя, плоская 43 25,8 25,8 1,6
11 Внутренняя, плоская 370 222 222 3,2
12 Внутренняя, цилиндрическая 300 180 180 3,2
13 Внутренняя, фасонная 430 258 258 3,2
14 Внутренняя, цилиндрическая 430 258 258 3,2
15 Внутренняя, цилиндрическая 18 10,8 50 0,8
16 Внутренняя, цилиндрическая 12 7,2 7,2 0,4
17 Внутренняя, цилиндрическая 12 7,2 7,2 0,4
18 Внутренняя, цилиндрическая 300 180 180 3,2
19 Внутренняя, плоская 620 372 372 3,2
20 Внутренняя, цилиндрическая 430 258 258 3,2
4. Анализ технологичности детали
Технологичностью называется возможность обработки каждой поверхности традиционными методами. Оценку технологичности выполним по балльной системе.
Предварительно оценим состояние каждой из поверхностей детали.
Таблица 2 - Оценка технологичности поверхностей по баллам
№ пов. Вид поверхности Б1 Б2 Б3 Б4 Б5 Б6 Б7 Б8 ?Б
1 Плоская 1 1 1 3 1 1 1 1 10
2 Фасонная - - - 3 3 1 1 1 9
3 Фасонная 3 2 2 3 3 1 1 1 16
4 Фасонная 3 2 2 3 3 1 1 1 16
5 Фасонная 3 2 2 3 3 1 1 1 16
6 Цилиндрическая 3 2 1 6 2 1 1 10 26
7 Фасонная - - - 3 3 1 1 1 9
8 Плоская 1 1 1 3 1 1 1 1 10
9 Плоская 4 2 2 4 1 2 2 1 18
10 Плоская 4 2 2 4 1 2 2 1 18
11 Плоская 1 1 1 3 1 2 2 1 12
12 Цилиндрическая 1 1 1 3 2 2 2 1 12
13 Фасонная 1 1 1 3 3 2 3 1 15
14 Цилиндрическая 1 1 1 3 2 2 3 1 14
15 Цилиндрическая 6 4 1 6 2 2 3 1 25
16 Цилиндрическая 10 4 4 10 2 2 3 1 36
17 Цилиндрическая 10 4 4 10 2 2 3 1 36
18 Цилиндрическая 1 1 1 3 2 2 3 1 14
19 Плоская 1 1 1 3 1 2 3 1 14
20 Цилиндрическая 1 1 1 3 2 2 3 1 14
Проанализировав данные табл. 2 можно сделать вывод о том, что самыми нетехнологичными поверхностями являются поверхности 6, 16 и 17. В этом можно убедиться, посмотрев на рабочий чертеж детали. К данной поверхности предъявляются высокие требования по: соосности и шероховатости.
5. Выбор вида и способа получения заготовки
Проанализировав рабочий чертеж можно сделать вывод о том, что данную деталь можно получить из горячекатаного проката диаметром 25 мм. Габаритные размеры заготовки по длине 166 мм.
6. Выбор методов обработки отдельных поверхностей
Выбор методов обработки осуществляется по формуле: ?общ.= .
Наружная, цилиндрическая поверхность 6 O22-0,06 мм: ?общ.= 10
1. Обтачивание черновое по IT13: ?1= = 2,86
2. Обтачивание получистовое по IT11: ?2= = 1,6
3. Шлифование предварительное по IT9: ?3= = 2,5
Далее методом подбора определяем необходимое количество i способов обработки из известного соотношения: ?общ= ?1 • ?2 • ?3.
Тогда: ?общ= 1,6 • 2,5 = 11,44.
7. Выбор и обоснование схем базирования и установки
Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработки определенное положение относительно деталей станка или приспособления.
Требуемое положение твердого тела (заготовки) относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических связей, лишающих тело трех перемещений вдоль осей XYZ и трех поворотов вокруг этих осей.
Каждая опорная точка, то есть точка, символизирующая одну из связей заготовки с выбранной системой координат, лишают заготовку только одной степени свободы. Следовательно, для базирования заготовки, то есть придания ей вполне определенного положения в приспособлении, необходимо и достаточно наличие шести опорных точек, лишающих заготовку шести степеней свободы.
Схема расположения опорных точек на базах заготовки называется схемой базирования.
По числу степеней, свободы лишают технологические базы, они подразделяются на: - установочные (три степени свободы и одного поворота);
- направляющие (две степени свободы - перемещение вдоль оси и поворота вокруг другой оси);
- опорные (одной степени свободы - перемещение вдоль одной координатной оси или поворот вокруг оси);
- двойные направляющие (четырех степеней свободы - перемещение вдоль двух координатных осей и поворот вокруг этих осей);
- двойные опорные (две степени свободы - перемещение вдоль двух координатных осей).
8. Разработка маршрутной технологии и операций. Расчет припусков и предельных размеров. Выбор средств технологического оснащения
Из сформулированных операций составляют технологический маршрут обработки детали.
МОД представлен в табл. 3. обработка вал маршрут заготовка
Таблица 3 - Технологический маршрут обработки детали
№ операции Наименование операции Уст. поз. № перехода Наименование Оборудование Режущий инструмент Приспособление
040 Бесцентрово-шлифовальная 1 1 Шлифовать п. 6 3М182А Круг шлифовальный Нож
Таблица 4 - Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам
Технолог. переходы Элементы припуска, мкм Расчетн. припуск 2Zmin, мкм Расчетн. миним. размер, мм Допуск на изг. Td, мкм Разм. по перех., мм Предел. припуски мкм
040 Бесцентрово-шлифовальная 3М182А N=5,5КВТ 2560х1560 m=3740кг Нож Круг шлифовальный
9. Выбор и расчет режимов резания
Рассчитанные или выбранные режимы резания при выполнении технологической операции должны обеспечивать требуемую точность обработки при максимальной производительности труда и минимальной себестоимости.
При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определенного порядка, то есть при назначении и расчете режима обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его состояние. Элементы режимов обработки находятся в функциональной взаимной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами.
При расчете режимов резания сначала устанавливают глубину резания в миллиметрах. Глубину резания устанавливают по возможности наибольшую, в зависимости от требуемой степени точности, шероховатости обрабатываемой поверхности, и технических требований на изготовление детали. После установления глубины резания устанавливается подача станка. Подачу назначают максимально возможную с учетом погрешности жесткости технологической системы, мощности привода станка, степени точности и качества обрабатываемой поверхности по нормативным таблицам.
Выбор и расчет режимов резания операции 015: Установ 1: переход 1 - Точить фаску поверхность 2: Глубина резания t=1 мм.
Подача s=0,45 мм/об.
Скорость резания: V= , где =420; T=40; m=0,2; y=0,2; x=0,15.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:
где =1 - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; =0,6 - коэффициент, учитывающий материал инструмента; - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.
После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим: V= •1=236 м/мин.
Частота вращения шпинделя: .
Тогда: n= .
Установ 1: переход 2 - Сверление отв. поверхность 15: Глубина резания t=5,75 мм.
Подача s=0,25 мм/об.
Скорость резания: V= , где =7; T=45; m=0,2; y=0,7; q=0,4; =1; =0,6; .
После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим: V= •0,51=12 м/мин.
Частота вращения шпинделя: n= .
Установ 1: переход 3 - Развертывание отв. поверхность 14: Глубина резания определяется по формуле: t=0,5(D-d).
Тогда: t=0,5(12-11,5)=0,25 мм.
Подача s=0,9 мм/об.
После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим: V= •0,85=6 м/мин.
Частота вращения шпинделя: n= .
Установ 1: переход 4 - Растачивание отв. поверхность 14: Глубина резания t=1,4 мм.
Подача s=0,1 мм/об.
Скорость резания V=105 м/мин.
Частота вращения шпинделя: n= .
Установ 1: переход 4 - Нарезание резьбы поверхность 13: Глубина резания t=1 мм.
Подача s=0,15 мм/об.
После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим: V= •0,8=55 м/мин.
Частота вращения шпинделя: n= .
Установ 2: переход 1 - Точить фаску поверхность 7: Глубина резания t=1 мм.
Подача s=0,45 мм/об.
V= •1=236 м/мин.
Частота вращения шпинделя: n= .
Установ 2: переход 2 - Сверление отв. поверхность 18: Глубина резания t=5,25 мм.
Подача s=0,2 мм/об.
После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим: V= •0,51=15 м/мин.
Частота вращения шпинделя: n= .
Установ 2: переход 3- Растачивание отв. поверхность 19, 20: Глубина резания t=2,75 мм.
Подача s=0,1 мм/об.
Скорость резания V=105 м/мин.
Частота вращения шпинделя: n= .
10. Расчет технических норм времени (трудоемкости) по операциям технологического процесса
Штучное время: Тшт= , где То - основное время; Тв - вспомогательное время; Тобс - время обслуживания; Тп - время на отдых и личные потребности; Тизм - время на измерения.
