Проектирование технологического процесса механической обработки детали Корпус задвижки

6Стан.присп.cdw

с центральным отверстием
Шланг слива эмульсии должен находиться в вертикальном
положении и не иметь перегибов.
Не устанавливать тяговое усилие гидроцилиндра более
допустимого для патрона.
Температура масла в гидросистеме должна быть в пределах
Масло для гидравлического вращающегося цилиндра тип НМ 32
замена каждые 12-18 месяцев.
Периодичность смазывания патрона 1000-2000 срабатываний или
-16 часов работы независимо от количества срабатываний.
Технические характеристики
Максимальное давление в гидросистеме 700 кгсм2.
Максимальная скорость вращения с патроном ф400 мм 2000 обмин.
Максимальная сила зажима с 3-х кулачковым патроном ф400 мм 245 Кн.
Максимальный ход кулачка 24 мм

титРыбин.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Воронежский государственный технический университет»
Факультет заочного обучения
Кафедра «Технология машиностроения»
по дисциплине «Технология машиностроения»
Руководитель А. А. Болдырев

Заготовка.cdw

Сталь 35ХМЛ ГОСТ 977-88
Литейные раковины заварить с предварительной обработкой.
Неуказанные предельные отклонения размеров полученных литьем
классу ГОСТ 2009-55.
Стабилизировать HRC26-32 ГОСТ 17535-72.
Формовочные уклоны тип
Нагар и коррозию удалить пескоструйной обработкой.
Трехмерная модель заготовки

Спец-нутромера.spw

курсовой.docx

Производственно-технологическая часть 4
1Анализ служебного назначения детали и условий её работы 4
2.Анализ базового технологического процесса 5
3Анализ исходных данных 7
4Определение типа организации производства на участке 10
5Отработка конструкции детали на технологичность 12
6Установление вида заготовки и метода её изготовления 13
7Выбор технологических базовых поверхностей 14
8Выбор методов и определение последовательности обработки поверхности заготовки 16
9Расчёт операционных припусков и предельных размеров 18
10 Расчёт режимов обработки 21
11Выбор оборудования и приспособлений 23
Проектно-конструкторская часть 26
1 Конструкция установочного приспособления и его расчёт 26
Список литературы 31
В современных условиях предприятию любой сложности необходимо внедрять новые технологии что позволит получать большую экономическую выгоду и становиться конкурентоспособными с известными и уже давно существующими предприятиями. Достичь этого можно путём внедрения в производство систем автоматизированного проектирования как автоматизацией ручного труда так и автоматизацией долгих и сложных «бумажных» расчётов и созданием общей базы данных для всего производственного процесса.
Практически все современные зарубежные предприятия уже много лет используют системы автоматизированного проектирования. Это иной уровень внедрения подобных систем нежели у нас в стране. Эффективность данного подхода неоспорима. Весь процесс управления таким предприятием сводится к слежению за процессом создания деталей и узлов и своевременным исправлением возникших чрезвычайных ситуаций и неисправностей. Процесс производства может длиться 24 часа в сутки без остановок. Процесс внедрения новых производственных линий происходит параллельно от самого производственного процесса а их отладка выявляет все минусы в кратчайшие сроки. Контроль осуществляется параллельно с процессом производства
Целью автоматизации является повышение производительности и эффективности труда улучшение качества информационной продукции и услуг устранение однообразных трудоемких и монотонных операций.
В ходе курсового проектирования: собраны сведения об организации технологических процессов обработки корпусов задвижек; были обоснованы: выбор оптимального метода получения заготовки моделей оборудования применение программные средства автоматизации технологического проектирования.
Производственно-технологическая часть
1Анализ служебного назначения детали и условий её работы
Представленная в задании деталь корпус является частью шиберной задвижки т.е. является частью механизма представленного на рисунке 1. Задвижка фланцевая с ручным приводом с уплотнением затвора «металл-металл» применяется в качестве запорного устройства предназначена для установки в фонтанную арматуру или трубопровод и служит для полного закрытия потока рабочей среды из скважин нефтяных месторождений. Корпус основная деталь задвижки так как на нем собираются и фиксируются все составные элементы. Он обеспечивает герметичность задвижки при давлении 35 МПа.
Рисунок 1 – Задвижка шиберная: 1 – шибер; 2 – пластина направляющая;
– седло; 4 – корпус; 5 – кольцо; 6 – шток; 7 – пакет уплотнений; 8 – маховик;
– указатель; 10 – корпус подшипников; 11 – крышка; 12 – масленка; 13 – кольцо.
Изготовлен корпус из однородного по наименованию и марки материала без применения сборочных операций. То есть представленная деталь является первичным элементом сложного изделия и характеризуется отсутствием разъемных и неразъемных соединений.
Данный корпус изготовлен литьём по выплавляемым моделям с последующей механической обработкой. В результате последующих обработок необходимо достигнуть шероховатости поверхности под седла полости корпуса не более чем Ra = 25 мкм.
2.Анализ базового технологического процесса
На базовом предприятии технологический процесс (далее ТП) изготовления детали «Корпус задвижки» разработан для единичного производства. Оборудование на участке расположено группами по типам станков. За каждым станком закреплено выполнение нескольких различных операций по обработке однотипных деталей. Всё оборудование на участке универсальное. Режущие и мерительные инструменты используемые при реализации ТП также являются универсальными.
Изучение и тщательный анализ заводского ТП позволяет выявить недостатки и преимущества присущие данному ТП. Это поможет спроектировать новый ТП. При анализе заводского ТП: изучается последовательность операций и разбивка их на черновые чистовые и отделочные; рассматриваются способы и методы достижения заданной точности размеров детали; устанавливается степень соответствия заводского ТП программе выпуска деталей при этом особое внимание обращается на уровень механизации действующего ТП применяемого оборудования и оснастки.
Базовый ТП имеет целый ряд недостатков:
- ТП разработан в виде маршрутной карты нет подробной разбивки технологического процесса на отдельные операции;
- малая степень автоматизации и оснащенности операций наличие низкопроизводительного и устаревшего оборудования;
- в нём нет ссылок на специальную оснастку или специальный инструмент;
- базовая технология плохо представляет особенности эксплуатации;
- недостаточное соответствие режимов резания прогрессивным.
При разработке нового ТП механической обработки на базе заводского ТП необходимо учитывать положительные и отрицательные стороны действующего технологического процесса на изготавливаемую деталь.
Варианты оптимизации базового ТП:
Применение высокопроизводительного режущего инструмента например комбинированного для обработки отверстий.
Согласно базового технологического процесса механической обработки корпуса задвижки требуется сначала просверлить затем зенкеровать 8 отверстий далее зенковать фаску и нарезать в отверстиях резьбу. На каждое из 8 отверстий обрабатываемых по технологическому процессу затрачивается порядка 10 минут.
Предлагается использовать комбинированный инструмент что позволит сократить время обработки почти вдвое.
Использование новых марок материалов режущих частей инструмента.
На современном этапе развития науки и техники перспективными являются даже не новые материалы режущих частей а способы сохранения прочностных характеристик режущих частей инструмента в процессе обработки. Среди таких способов важную роль играют всевозможные покрытия режущих частей инструмента такие как нитриды и карбонитриды титана и циркония.
Предлагается использовать режущий инструмент с покрытием что повысит стойкость инструмента а значит сократит затраты на режущий инструмент.
Применение оборудования с ЧПУ что позволит уменьшить основное (технологическое) время вспомогательное время.
Замена ручного привода приспособлений на пневмо- и гидравлический.
Пневмо- и гидравлические приводы приспособлений отличаются быстротой действия относительной простотой конструкции лёгкостью и простотой управления надёжностью и стабильностью в работе. По быстроте действия пневмо- гидроприводы значительно превосходят не только ручные но и многие механизированные приводы. К преимуществам пневмо- гидроприводов следует отнести то что их работоспособность не зависит от колебаний температуры окружающей среды. Большое преимущество состоит также в том что данные типы приводов зажимных механизмов обеспечивают непрерывное действие зажимной силы вследствие чего эта сила может быть значительно меньше чем при ручном приводе.
3Анализ исходных данных
Деталь корпус относится к группе корпусных и конструктивно представляет собой крестовину с тремя фланцами что позволяет осуществлять его монтаж в состав фонтанной арматуры или магистрали.
Заданная деталь представлена на рисунке она имеет ступенчатые наружные поверхности и внутренние полости переменной формы (рисунок 1.2). Несмотря на такое большое число различных по форме и размерам поверхностей полостей и отверстий разница в размерах сечений незначительна.
Рисунок 1.2 – Внешний вид детали корпус
Представленная деталь характеризуется достаточно простой конфигурацией образована простыми геометрическими поверхностями которые могут быть использованы в качестве установочных баз при первой механической обработке. Практически все поверхности детали подлежат обработке. Чистота обработки поверхностей варьируется от Rz 40 до Ra 25 то есть некоторые поверхности проходят многократную обработку. Точность обработки различных поверхностей детали соответствует квалитетам от 14 до 9.
Технические требования на изготовление корпуса включают высокую точность обработки торцовых поверхностей базовых отверстий и точное расположение. Поэтому важное значение приобретает правильный выбор схем базирования.
Исходя из условий работы в качестве материала для изготовления заданной детали используют материал сталь 35ХМЛ ГОСТ. Данный материал относится по классификации к обыкновенным низколегированным сталям для отливок.
Характеристики стали 35ХМЛ представлены в таблицах 1.1 1.5.
Таблица 1.1 – Общие характеристики стали 35ХМЛ
стали: 30ХМЛ 35ХНЛ 40ХГРЛ
шестерни крестовины втулки зубчатые венцы и др. детали работающие с повышенными нагрузками и требующие повышенной твердости
Таблица 1.2 – Химический состав стали 35ХМЛ
Никель (Ni) не более
Таблица 1.3 – Технологические свойства стали 35ХМЛ
Ограниченно свариваемая.
Способы сварки – РДС АДС под газовой защитой.
Рекомендуется подогрев и последующая термообработка
Обрабатываемость резанием
В термообработанном состоянии при НВ 174-179
Склонность к отпускной
Флокеночувствительность
Таблица 1.4 – Физические свойства стали 35ХМЛ
Температура испытания °С
Модуль нормальной упругости Е ГПа
Модуль упругости при сдвиге кручением G ГПа
Коэффициент теплопроводности Вт(м ·°С)
Уд. электросопротивление (p Н Ом · м)
Коэффициент линейного расширения (a 10-6 1°С)
Удельная теплоемкость (С Дж(кг · °С))
Таблица 1.5 – Литейные свойства стали 35ХМЛ
Показатель трещиноустойчивости Кт.у.
Жидкотекучесть Кж.т.
Склонность к образованию усадочной раковины Ку.р.
Склонность к образованию усадочной пористости Ку.п.
4Определение типа организации производства на участке
Программа выпуска деталей "Корпус задвижки" составляет 1200 штук в год что удовлетворяет потребности потребителя и возможности производства.
На основании заданной программы рассчитываем [1] такт выпуска изделия tв а трудоемкость определяем средним штучным временем Тшт по операциям разработанного варианта маршрутного технологического процесса изготовления детали. Отношение этих величин называют коэффициентом серийности kс [2] т.е.
где tв – такт выпуска изделия миншт;
Тшт – среднее штучное время мин.
Величину такта выпуска tв миншт вычисляем по формуле:
где Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования.
N – годовая программа выпуска деталей N = 1200 шт.
Годовой эффективный фонд времени определяется по формуле:
где D – число рабочих дней в году;
m– число смен в сутки;
t– продолжительность рабочей смены ч;
kп – плановые потери времени на ремонт %.
По формуле (2.3) находим годовой эффективный фонд работы оборудования:
Fэ = 251 · 1· 8 · (1 – ) = 19076 ч.
Подставляя данные в формулу (2.2) получим tв = 9538 миншт.
Для определения среднего штучного времени по операциям используем данные разработанного варианта маршрутного технологического процесса.
Расчет среднего штучного времени Тшт ср производим по формуле [2]:
При определении среднего штучного времени Тшт ср по формуле (2.4) принимаем следующие исходные данные: = 5065 мин. Число механических операций n = 5. Подставляя исходные данные в формулу (2.4) получим:
Тшт ср = 50655 = 1013 мин.
Подставив вычисленные по формулам (2.2) и (2.4) значения tв и Тшт ср
в формулу (2.1) получим: kc = 95381013 1.
Приняты следующие значения коэффициента серийности:
- для массового производства kc = 1;
- для крупносерийного производства kc = 2÷10;
- для среднесерийного производства kc = 10÷20;
- для мелкосерийного производства kc > 20.
Так как в нашем случае kc 1 то делаем вывод что вид производства – массовый.
По участку тип производства устанавливается с помощью коэффициента закрепления операций который рассчитывается как отношение количества детале-операций выполняемых на участке к числу рабочих мест [2].
Крм – количество рабочих мест на участке.
Тогда Кoni = 10 а Крм = 8 подставляя данные в формуле (2.5) получим Кзо = 108 = 125 что соответствует массовому типу производства.
Годовая программа выпуска – 1200 деталей «Корпус задвижки».
Тип производства – массовый что подтверждается соответствующими расчётами.
5Отработка конструкции детали на технологичность
При оценке технологичности детали учитывается целый ряд факторов [1] к которым относится:
- оптимальная форма детали обеспечивающая изготовление заготовки с наименьшим припуском и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей;
- нормализация (стандартизация) и унификация детали в целом и её отдельных конструктивных элементов.
Конструкция детали «Корпус задвижки» (смотри чертеж детали «Корпус задвижки») является наиболее оптимальной согласно техническим требованиям по уровню качества.
Труднодоступными поверхностями для обработки являются:
- наружная цилиндрическая поверхность 120-0087 мм под фланцем и его задняя поверхность;
- внутренняя цилиндрическая поверхность 97+0087 мм на расстоянии 140 мм от торца;
- плоская поверхность на дне внутренней полости на глубине 315±08 мм от торца.
Все недостатки в обработке труднодоступных поверхностей можно устранить за счёт использования специального режущего инструмента и спецоснастки.
Размеры с квалитетами допуска h14 h12 являются свободными так как они не влияют на работу задвижки. Размеры с квалитетами допуска Н9 Н11 являются наиболее ответственными и влияют на работу изделия.
Поверхности детали «Корпус задвижки» которые соприкасаются с поверхностями других деталей имеют шероховатость Ra = 32 мкм уплотнительные поверхности имеют шероховатость Ra = 08 мкм. Остальные обрабатываемые поверхности и поверхности полученные литьём имеют шероховатость Ra = 63 мкм.
Следует признать что деталь «Корпус задвижки» достаточно технологична.
6Установление вида заготовки и метода её изготовления
В мировой практике для изготовления корпусов задвижек применяемых в фонтанной арматуре нефтегазового оборудования используют заготовки полученные из стальных поковок и штамповок или литые заготовки выполненные обычным способом литья так называемым литьем «в землю». Разработчики и изготовители корпусных заготовок традиционно отдают предпочтение кованым заготовкам. Литые заготовки используются реже поскольку литые материалы обладают более низким комплексом механических характеристик и имеют значительно больше дефектов в виде различных примесей и включений. По плотности структуры литье также уступает кованому материалу что особенно характерно для изделий с массивными стенками.
Конструкция детали может быть представлена в виде двух взаимопроникающих под углом 90° цилиндрических тел с протяженными тонкими стенками и массивными фланцами. Ее особенностью является выраженная разнотолщинность (соотношение толщин стенок и фланцев составляет 30:100 мм) а также наличие термических центров в местах переходов от тонких элементов к толстым.
Заготовку детали «Корпус задвижки» (см. рисунок 2.1) на базовом предприятии получают литьём по выплавляемым моделям.
Рисунок 2.1 - Заготовка детали «Корпус задвижки»
Данный способ получения заготовки является оптимальным т.к. корпус имеет сложную конфигурацию и при этом согласно требованиям по уровню качества обеспечиваются нужная шероховатость минимальные припуски и точность по IT14-IT15.
Припуск на диаметр фланца составляет 24 мм на диаметр внутренней поверхности 65 мм – 5 мм на диаметр внутренней поверхности 95 мм – 10 мм на размер 2985 мм от торца фланца до оси – 10 мм. Припуски увеличены так как оборудование для обработки детали изношено и не может обеспечить необходимую точность.
Литьё по выплавляемым моделям лучше используется при серийном и массовом производствах т.к. размеры и форма заготовки максимально приближены к размерам и форме готовых деталей.
7Выбор технологических базовых поверхностей
Базирование детали заключается в её ориентации и последующем жёстком закреплении в координатной системе станка или приспособления в требуемом положении необходимом для выполнения операции обработки.
Для повышения точности обработки необходимо учитывать принцип совмещения баз т.е. конструкторская технологическая и измерительная базы должны совпадать. Если базы выбраны правильно – точность изготовления обеспечена.
При выборе баз необходимо учитывать дополнительные условия: удобство установки и снятия заготовки надежность закрепления заготовки в выбранных местах приложения сил зажима возможность подвода режущих инструментов с разных сторон заготовки и др.
Для установки заготовки на первой операции используют необработанные поверхности так называемые черновые базы. На первой операции в качестве базы используем необработанную цилиндрическую поверхность заготовки закрепляем деталь в 3-хкулачковом патроне.
При выборе баз для чистовой обработки следует иметь в виду что наибольшая точность обработки достигается при условии использования на всех операциях механической обработки одних и тех же базовых поверхностей т. е. при соблюдении принципа единства баз [4].
Основными базами большинства тел вращения являются наружные цилиндрические поверхности однако использование их на всех операциях затруднительно.
Учитывая все требования а также рекомендации [7] принимаем в качестве баз на токарной операции наружную поверхность.
При комбинированной обработке используется ранее обработанная наружная поверхность.
Таким образом опорными базами для детали «Корпус задвижки» является наружная поверхность в том числе цилиндрическая.
Настроечными базами по отношению к которым ориентируются другие обрабатываемые поверхности детали «Корпус задвижки» являются:
- торцы от которых формируются линейные размеры;
- наружные и внутренние поверхности к которым привязаны линейные размеры.
Поверочными базами по которым происходит выверка положения детали на станке или установка режущего инструмента являются:
- наружные поверхности;
- внутренние поверхности;
- торцевые поверхности.
Выбранные технологические базы совместно с зажимными устройствами обеспечивают надежное крепление детали «Корпус задвижки» и неизменность ее положения во время обработки.
Базой детали является внутренняя цилиндрическая поверхность 97+0087 мм она же и является чистовой наиболее точной поверхностью. Базой отливки является наружная цилиндрическая поверхность она же используется как черновая база. Теоретической базой данной детали является ось поверхности 97+0087 мм.
8Выбор методов и определение последовательности обработки поверхности заготовки
Выбор маршрута производят исходя из требований рабочего чертежа и принятой заготовки. По заданной точности и шероховатости поверхностей детали и с учетом ее размера веса и конфигурации выбирают один или несколько возможных методов окончательной обработки а также тип соответствующего оборудования.
Зная вид заготовки таким же образом решается вопрос о выборе первого метода маршрута. Если например точность заготовки невысока то обработку данной поверхности начинают с использования предварительного метода [6].
Базируясь на завершающем и первом методах маршрута устанавливают промежуточные методы. При этом исходят из того что каждому методу окончательной обработки предшествует один или несколько возможных предварительных (менее точных) методов. Так развертыванию отверстия предшествует сверление.
При построении маршрута исходят из того что каждый последующий метод должен быть точнее предыдущего. Технологический допуск на промежуточный размер и качество поверхности полученное на предыдущем этапе обработки должны находиться в тех пределах при которых возможно нормальное использование намечаемого последующего метода обработки.
Количество возможных вариантов маршрута обработки данной поверхности может быть довольно большим. Все они однако различны по эффективности и рентабельности. Количество вариантов часто можно значительно сократить с учетом ряда практических соображений. К их числу можно отнести необходимость обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов ограничение возможности применения других методов обработки из-за недостаточной жесткости детали а также необходимость обработки данной поверхности совместно с другими поверхностями детали.
Составление маршрута представляет сложную задачу с большим количеством возможных вариантов. Его цель – дать общий план обработки детали наметить содержание операций технологического процесса и выбрать тип оборудования.
Если деталь подвергается термической обработке то технологический процесс механической обработки расчленяется на две части: процесс до термической обработки и после нее. Для устранения возможных короблений часто приходится предусматривать правку деталей или повторную обработку отдельных поверхностей для обеспечения заданных точности и шероховатости. Отдельные виды термической обработки в большей степени усложняют процесс механической обработки.
Последовательность обработки в определенной степени зависит от системы простановки размеров. В первую очередь следует обрабатывать ту поверхность относительно которой на чертеже координировано большее количество других поверхностей детали. Операции вспомогательного или второстепенного характера обычно выполняют на стадии чистовой обработки.
План обработки детали «Корпус задвижки»:
Изготовление заготовки методом литья по выплавляемым моделям.
Удаление литниковой системы.
Термическая обработка.
Токарная обработка с двух сторон наружных цилиндрических поверхностей и внутренних отверстий фланцев с одним переустановом.
Токарная обработка внутренних и наружных поверхностей фланца.
Обработка отверстий в том числе и резьбовых на трёх фланцах (координация при обработке посредством поворота стола либо приспособления)
Фрезеровка плоскости (выполнение лыски) на боковой поверхности корпуса задвижки.
Обработка отверстия под резьбу и получение конической дюймовой резьбы.
Обработка дна во внутренней поверхности корпуса задвижки на глубине 315±08 мм.
Сверление отверстий на наружной поверхности фланца слесарным способом с помощью пневмоинструмента.
Маркирование ударным способом.
Слесарно-сдаточная операция.
Покрытие Хим. Фос. (химическое фосфатирование).
9Расчёт операционных припусков и предельных размеров
Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу припуск задается на сторону.
Припуски подразделяют на общие то есть удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности и межоперационные удаляемые при выполнении отдельных операций.
Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров полученных на предыдущей и последующей операциях.
Общий припуск на обработку равен сумме межоперационных припусков по всем технологическим операциям – от заготовки до размеров детали по рабочему чертежу.
Для наружных поверхностей значение разности размеров получаемых на предшествующей и последующей операциях является положительной величиной а для внутренних – отрицательной [1].
Расчет припусков на обработку отверстия 97Н9(+0087) мм.
Технологический маршрут обработки состоит из одной операции и двух переходов: предварительного и чистового растачивания. Заготовка базируется и закрепляется в трехкулачковом патроне.
Значения RZ и Т характеризующие качество поверхности литых заготовок составляют: 150 мкм и 150 мкм. Для предварительного и чистового растачивания величины RZ и Т численно равны: 50 мкм и 50 мкм – для предварительного; 30 мкм и 30 мкм – для чистового.
Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:
где ρсм = 03 мм – погрешность литых заготовок по смещению;
ρэксц = 14 мм – погрешность литых заготовок по эксцентричности.
Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания:
где kу = 006 – коэффициент уточнения деформации для чернового растачивания.
ρ1 = 1432 · 006 = 8592 мкм.
Остаточное пространственное отклонение после чистового растачивания равно:
где kу = 004 – коэффициент уточнения деформации для чистового растачивания.
ρ1 = 8592 · 004 = 3437 мкм.
Погрешность установки при черновом растачивании равна:
где б = 0 мкм – погрешность базирования
з = 100 мкм – погрешность закрепления заготовки в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.
Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании:
= 005 · 100 = 5 мкм.
Далее производим расчет минимальных припусков пользуясь основной формулой.
Минимальный припуск под растачивание:
- черновое = 3471 мкм;
- чистовое = 372 мкм.
Определим наибольшие и наименьшие предельные размеры по переходам.
dmax i-1 = dmax i - 2·Zmin i (1.11)
dmin i-1 = dmax i-1 - Ti-1(1.12)
где Ti – допуск размера на предшествующем переходе.
Чистовое растачивание: Ti = 87 мкм.
Черновое растачивание: Ti = 130 мкм.
Для заготовки: Ti = 07 + 04 = 11 мм.
Для чистового растачивания:
dmin1 = 97087 - 0087= 97 мм.
Для чернового растачивания:
dmax2 = 97087 - 0372 = 96715мм
dmin2 = 96715 - 013 = 96585мм.
dmax3 = 96715 - 3471 = 93244 мм
dmin3 = 93244 - 11 = 92144 мм.
Определим максимальные и минимальные припуски по переходам.
· Zmin 1 = 97087 - 96715 = 0372 мм
· Zmax 1 = 97 - 96585 = 0415 мм.
· Zmin 2 = 96715 - 93244 = 3471 мм
· Zmax 2 = 96585 - 92144 = 4441 мм.
Рассчитаем общий припуск на поверхность как сумму припусков по переходам.
· Zmax 0 = 2 · Zmax I (1.13)
· Zmax 0 = 0415 + 4441 = 4856 мм.
· Zmin 0 = 2 · Zmin I
· Zmin 0 = 0372 + 3471 = 3843 мм.
Проверим правильность расчетов
· Zmax 0 - 2 · Zmin 0 = Тз - Тд(1.14)
56 - 3843 = 11 - 0087
На основании вышеприведённых расчетов строится таблица 1.6.
Таблица 1.6 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия 97Н9.
Технологические переходы
Расчетный припуск ммк
Растачивание черновое
Растачивание чистовое
10 Расчёт режимов обработки
Режимы резания рассчитывают в следующей последовательности:
Глубина резания при растачивании круглом шлифовании определяется по формуле:
где d0 – диаметр заготовки до обработки мм;
di – диаметр обрабатываемой поверхности на i-ом переходе мм.
Величина подачи S выбирается для каждой операции и перехода из справочника технолога-машиностроителя.
Скорость резания при растачивании рассчитывается по формуле:
где Cv x y m Kv – определяются по справочной литературе
Т – стойкость инструмента: при растачивании 30 мин.
где КMV – коэффициент зависящий от материала детали;
КПV – коэффициент зависящий от состояния поверхности;
KИV – коэффициент зависящий от материала инструмента.
Частота вращения при токарной обработке:
где do – диаметр заготовки или инструмента мм.
Составляющие силы резания: тангенциальная Ру радиальная Рх осевая Рz по координатам YXZ определяются по формуле:
где Cp – постоянная и
Kp – поправочный коэффициент:
где Kmp – коэффициент учитывающий материал заготовки;
Kφp Kjp Kλp Kгр – коэффициенты учитывающие влияние геометрии режущей части инструмента на составляющие силы резания.
Мощность резания рассчитывается по формуле:
Проведем расчет режимов мех. обработки наружней поверхности 97Н9.
Переход 1 (черновое растачивание):
)глубина резания: t = 05(96715-93244)=1736 мм;
)Cv =292; y=02; m=020;
)поправочные коэффициенты: КПV = 08; KИV = 08
Тогда скорость резания по формуле (2.23)
Частота вращения n обмин по ф. (2.25):
11Выбор оборудования и приспособлений
Выбор моделей оборудования выполняем исходя из следующих требований:
- учитываются технологические методы обработки поверхностей;
- мощность двигателя с учетом коэффициента полезного действия должна быть больше мощности резания;
- габариты рабочего пространства должны позволять производить обработку как можно большего числа поверхностей за один установ;
- тип оборудования должен соответствовать типу производства.
Для токарной операции выбираем станок токарно-винторезный мод. 16К40 основные технические характеристики которого приведены в таблице 1.7.
Токарно-винторезный станок модели 16К40 предназначен для выполнения разнообразных токарных работ включая точение конусов и нарезание резьб: метрических дюймовых модульных питчевых. Высокая мощность привода и жесткость станка широкий диапазон частоты вращения шпинделя и подач позволяют полностью использовать возможности прогрессивных инструментов при обработке различных материалов.
Станок обладает современными техническими характеристиками обеспечивающими обработку деталей с прогрессивными режимами резания а также достаточной жесткостью и виброустойчивостью высокомеханизирован удобен в управлении.
Таблица 1.7 – Технические характеристики токарно-винторезного станка
Наименование параметра
устанавливаемой над станиной мм
обрабатываемой над станиной мм
обрабатываемой над суппортом мм
устанавливаемой над выемкой станины мм
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки мм
Длина выемки от торца фланца шпинделя мм
Диаметр цилиндрического отверстия в шпинделе мм
Количество ступеней вращения шпинделя
Пределы частот вращения шпинделя обмин
резцовых салазок ммоб
Мощность главного привода кВт
Наибольший вес обрабатываемой детали в центрах кг
Для обработки отверстий на фланцах и фрезерных работ выбираем обрабатывающий центр с ЧПУ ИР500с контурной системой программного управления автоматической сменой инструмента и столом-спутником.
Обрабатывающий центр с ЧПУ ИР500 предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных деталей из различных материалов.
Дискретный стол (число поз. град. – 120x3°) габариты стола 500х500 системаЧПУ фирм «BOSCH» или «FANUC». Возможна установка систем ЧПУ Российского производства.
Широкие диапазоны частоты вращения шпинделя и скоростей подач наличие поворотного стола высокая степень автоматизации вспомогательных работ расширяют технологические возможности станков и позволяют использовать их в составе гибких производительных систем.
Горизонтально-расточные станки модели 2Л614 предназначены для обработки отверстий с точным расположением осей размеры между которыми заданны в прямоугольной системе координат. В данном технологическом процессе предназначен для подрезки дна на глубине 315 мм. Технические характеристики станка модели 2Л614 представлены в таблице 1.8.
Таблица 1.8 – Технические характеристики станка модели 2Л614
Диаметр выдвижного шпинделя мм
Рабочая поверхность стола мм
Мощность главного привода кВт
Пределы чисел оборотов выдвижного шпинделя обмин
Габариты станка мм - длина
Наибольший рекомендуемый диаметр расточки шпинделем
(при наличии второй опоры и специальной резцовой головки) мм
Наибольший диаметр сверления расточным шпинделем мм
Проектно-конструкторская часть
1 Конструкция установочного приспособления и его расчёт
Обработка на металлорежущих станках состоит из ряда действий выполняемых в определенной последовательности которые подразделяются на приемы управления и действия формообразования.
Эти действия складываются из установки и зажима заготовки пуска станка подвода инструмента выполнения процесса обработки отвода инструмента контроля обрабатываемой заготовки остановки станка и снятия обработанной заготовки. Каждый из элементов может осуществляться с применением ручного труда или автоматически т.е. без непосредственного участия рабочего.
Под механизацией технологического процесса понимается замена ручного труда машинным в той стадии процесса на которой происходит непосредственное изменение формы заготовки (например мех. обработка штамповка и т. д.).
Автоматизация представляет собой механизацию приемов управления и обслуживания станков и других машин-орудий или их систем а также производственных процессов в целом. Автоматизация процессов обработки распространяется на управление процессом установочные перемещения контроль и регулирование.
Основным направлением повышения производительности металлорежущих станков является сокращение основного (машинного) и вспомогательного времени.
Широкое внедрение скоростного резания металлов позволило резко снизить основное время в результате чего изменилась структура штучного времени т.е. повысился удельный вес затрат вспомогательного времени. Поэтому эффективность от проведения автоматизации технологических процессов определяется прежде всего величиной достигнутого сокращения вспомогательного времени а также времени технического и организационного обслуживания рабочего места непосредственно влияющих на себестоимость обработки.
На себестоимость изготовления деталей помимо сокращения вспомогательного времени влияют цеховые накладные расходы поэтому наряду с автоматизацией технологического процесса следует осуществлять мероприятия по автоматизации процесса связанных с уменьшением накладных расходов (на внутрицеховой транспорт и др.).
В связи с этим различают малую автоматизацию область которой ограничивается автоматизацией отдельных элементов управления и обслуживания станков и большую комплексную автоматизацию объединяющую автоматизированные операции процессов обработки с группами автоматически действующих станков в автоматические линии.
Механизмы выключения и включения движения. Включение и выключение движений станка осуществляется включением и выключением соответствующей электрической или кинематической сети. Включение или выключение электродвигателя производиться с помощью контакторных устройств дающих сигнал и зависит от типа двигателя. В двигателях переменного тока сигнал направляется в обмотку управления а в двигателях постоянного тока – в обмотку якоря или обмотку возбуждения в зависимости от того какой тип управления двигателем принят.
При использовании гидравлических и пневматических двигателей сигнал изменяет положение соответствующего распределительного устройства распределяющего потоки жидкости или воздуха с помощью золотников и кранов.
При механическом управлении роль распределительного звена выполняют упоры станка – жесткие и подвижные.
Механизация и автоматизация установочных перемещений. Механизация установочных перемещений осуществляется путем устройства на станках специальных загрузочных приспособлений.
Проведем расчет проектируемого специального приспособления с пневмоприводом. Для этого сначала рассчитаем силу закрепления Рз. Сдвигу заготовки под действием силы резания препятствует сила зажима Pz.
Для обеспечения надежности зажима заготовки определяем в соответствие с нормативной документацией коэффициент запаса Кзап.
Кзап = К0 х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 (2.1)
где К0=15 К1=12 К2 = К3 = К4 = К5 = К6 =1
тогда Кзап = 15 х 12 х 1 х 1 х 1 х 1 х 1 = 18.
Определим необходимую силу зажима для обрабатываемой заготовки:
Wп = Pz x Кзап = 4220 х 18 = 7596 Н.(2.2)
Определим расчетный диаметр пневматического цилиндра
Принимаем стандартный диаметр пневмоцилиндра DЦ= 200 мм
Определяем действительную силу зажима пневмоцилиндра двустороннего действия:
Определим время срабатывания пневмоцилиндра:
d0 – диаметр воздухопровода принимается по рекомендациям в зависимости от диаметра пневмоцилиндра;
vС – скорость перемещения сжатого воздуха.
По найденному значению усилия на штоке выбираем поршневой пневмоцилиндр: диаметр цилиндра D = 200 мм диаметр штока d = 40 мм.
Расчет данного приспособления на прочность сводится к проверке штока на разрыв. Должно выполняться условие:
где [в] – допустимое напряжение на растяжение =160 Нмм2;
– напряжение при растяжении Нмм2;
Напряжение при растяжении равно:
где F – площадь поперечного сечения мм2;
N – нормальное усилие Н;
– напряжение при растяжении Нмм2.
= = 085 ≤ 160 (Нмм2).
Напряжение на растяжение меньше допустимого напряжения следовательно условие прочности выполняется.
В результате выполнения курсового проекта были разработаны технологический процесс изготовления корпуса задвижки на основе анализа конструкции детали её технологичности. Был осуществлен выбор вида исходной заготовки максимально близкой к готовой детали по форме и размерам и метод получения заготовки.
В ходе выполнения технологической части проекта были рассчитаны общие и межоперационные припуски режимы резания. Также установлен тип производства – массовый и выбрано оборудование с ЧПУ.
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учеб. для студ. машиностроительных специальн. вузов.- Л.: Машиностроение 1985. - 496 с.
Технологичность конструкции изделия: Справочник Ю. Д. Амиров Т. К. Алферова П. Н. Волков и др.; Под общ. ред. Ю. Д. Амирова. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение 1990. - 768 с.
Дипломное проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для вузов В.В. Бабук П.А. Горезко К.П. Забродин и др. Под общ. ред. В.В. Бабука – Минск: Выш. шк. 1979. – 464 с. ил.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие Л.В. Худобин В.Ф. Гурьянихин В.Р. Берзин. - М.: Машиностроение 1989. - 288 с.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для вузов Под. общ. ред. А. Ф. Горбацевича. -3-е изд. перераб. и доп. - Минск: Высшая школа 1975. - 488 с.
Справочник технолога-машиностроителя. Том 1. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение 1972. - 694 с.
Справочник технолога-машиностроителя. Том 2.Под ред. А.Н. Малова. - М.: Машиностроение 1972. - 568 с.

нутромер.cdw

Диапазон измеряемых размеров 50-85 мм
перемещение подвижных
При настойке нутромера на номинальный размер деталь поз.15
устанавливать по риске.
Маркировать 6014-0059
Маркировку гравировать