Технологический процесс изготовления втулки

Шлифовальная наружная.cdw

Операция 010.cdw

Записка Lastick.docx

Курсовую работу на тему: «Технологический процесс изготовления втулки» разработал студент группы 07-МА Ковальчук А.А.
Руководитель работы – Петрова В.П.
Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки объемом 30 листа которая включает 8 рисунков; использовано 9 литературных источников. Графическая часть объемом 1 лист формата1 лист формата А4 и один лист А1 включает чертеж заготовки детали и чертеж операционных эскизов. Приложение составляют маршрутные карты обработки детали.
Последовательность операций техпроцесса обеспечивает получение заданной точности и качества поверхностей.
Простая конфигурация детали позволила применить достаточно прогрессивные режимы резания простые и удобные приспособления высокопроизводительный в основном стандартный режущий инструмент.
В ходе курсовой работы применялась ЭВМ. В частности использовалось программное обеспечение:
Microsoft Word 2007 – пояснительная записка.
КОМПАС 3D V11 – графическая часть.
Анализ назначения и конструкции детали .4
Анализ технологичности конструкции детали 5
Выбор заготовки и методов её получения . 8
Варианты технологического маршрута обработки заготовки 11
Расчет и назначение режимов обработки 16
Выбор оборудования режущего инструмента технологической оснастки .19
Нормирование технологического процесса 23
Cписок литературы ..30
Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукцию различного назначения поставляют всем отраслям народного хозяйства.
Технологический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин но и непрерывным совершенствованием технологии производства. Важно качественно дешево и в заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и общественного труда изготовит машину применив высокопроизводительное оборудование технологическую оснастку средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин а также экономичность их эксплуатации.
Актуальная задача повышения технологического обеспечения качества производственных машин и в первую очередь их точности. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационного качества машин и для технологии их производства.
Таким образом в курсовой работе необходимо разработать технологический процесс который отвечал бы указанным выше требованиям.
Курсовая работа представляет собой разработку технологического процесса механической обработки детали "втулка
АНАЛИЗ НАЗНАЧЕНИЯ И КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ.
Деталь - «Втулка» выполненная из стали 45 ГОСТ 1050-74. Это втулка с твердой износоустойчивой поверхностью при достаточно прочной и вязкой сердцевине работающее при больших скоростях и средних удельных давлений. Скорей всего на втулку будет установлен подшипник скольжения воспринимающие как напряжение изгиба так и кручения. Поэтому для изменения этих деформаций а также передачи крутящего момента возникает необходимость точного изготовления сопряженных деталей. Так как основной системой принята система отверстия то легче всего изготовить вал поэтому к нему предъявляются высокие требования.
Дадим оценку правомерности ужесточения допусков на изготовление поверхностей детали и особых требований на их взаимное расположение.
Поверхность 52 очевидно предназначена для закрепления шестерни или звёздочки передающего крутящий момент. Для обеспечения точности размеров необходимо на последней операции применить такой вид обработки как шлифование.
Важной конструкцией детали является материал из которого она выполнена.
Проведем физико-механические характеристики материала до и после термической обработки и сведем их в таблицу.
Таблица 1. Физико-механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74 [1]
Приведем физико-механические свойства возможной замены материала
Таблица 2. Возможные варианты замены материала детали
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ
Анализируя технологичность конструкции детали надо рассматривать ее исходя из тех требований которые приведены в ГОСТ 14.201-83. Согласно стандарту анализ технологичности конструкции детали необходимо вести по двум направлениям: технологическому контролю чертежей и технологическому анализу.
Технологический контроль чертежей сводится к их тщательному изучению.
После изучения чертежа детали можно заключить следующее: рабочий чертеж втулки содержит все необходимые сведения дающие полное представления о детали т.е. имеются все проекции виды разрезы. На чертеже указаны все размеры с предельными отклонениями которые получаются в ходе обработки детали но отсутствуют некоторые размеры дающие полное представление о заготовке.
Чертеж детали четко и однозначно объясняет ее конфигурацию и конструкцию однако отсутствуют данные о массе заготовки. На чертеже присутствуют сведения о материале детали Сталь 45 ГОСТ 1050-74. Имеется информация о покрытии необрабатываемых поверхностей.
Таким образом анализ показывает что чертеж детали «втулка» выполнен с некоторыми недочетами однако основная информация о детали доступна. Чертеж детали предоставлен на рис. 2.1.
Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Основные задачи решаемые при анализе технологичности конструкции детали сводятся к возможному уменьшению трудоёмкости и металлоёмкости возможности обработки детали высокопроизводительными методами.
Таким образом улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость её изготовления без ущерба для служебного назначения.
Рис. 2.1 Чертеж детали
Проанализировав деталь на выполнение служебного назначения и условия её работы в узле можно сделать вывод о том что она не требует упрощения конструкции.
На основании изучения условий работы конструкции проанализировав возможность ее упрощения замены другой конструкцией а также возможность и целесообразность замены материала можно сделать выводы:
- труднодоступных мест в конструкции нет обработке подвергаются наружные и внутренние поверхности и отверстия.
Практически все поверхности детали являются технологичными легкодоступными и незатруднительными для обработки. В силу конструкции детали (втулка) точные отверстия можно обработать только одним способом расточными головками настроенными на черновую и чистовую обработку. Требования к детали и допуски на размеры позволяют обработать все поверхности
без использования специального и высокоточного оборудования. Анализируя возможность непосредственного измерения заданных на чертеже размеров можно сказать что потребности в специальных мерительных инструментах не существует. Все выполняемые размеры можно измерить стандартными средствами: штангенциркулями микрометрами калибрами.
В итоге можно сделать вывод: данная деталь является технологичной и обладает полностью оправданными материалом параметрами наружной и внутренней поверхности обоснованными требованиями по качеству и точности поверхности которые диктуются как условиями работы так и надежностью конструкции.
ВЫБОР ЗАГОТОВКИ И МЕТОДОВ ЕЁ ПОЛУЧЕНИЯ
Вид заготовки устанавливается на основании чертежа детали анализа технологических требований и программы выпуска. На выбор метода получения заготовки оказывают влияние:
- назначение детали;
- технические требования на изготовление;
- объем и серийность выпуска;
- форма поверхностей и размеры детали.
Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа этих факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали.
Максимальная приближение геометрической формы и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали - одна из главных тенденций в заготовительном производстве. Выбор метода и способа получения заготовки позволяет снизить затраты на ее изготовление и значительно сократить трудоемкость механической обработки.
Для изготовления детали «втулка» используется проката круглого сечения В-80 ГОСТ 2590-8845-1ГП-М2-Т ГОСТ 1050-88.
Материал является одним из важных признаков определяющих метод получения заготовок. Используем Сталь 45 ГОСТ 1050-74.
Конструктивную форму заготовки выбираем в виде проката круглого сечения 70 [7] стр.130.
Для определения размеров заготовки необходимо назначить припуски на механическую обработку. Для этого согласно приложению 3 [2] выбираем примерный маршрут обработки каждой из поверхностей (наружной цилиндрической) а по приложению 28 [2] определяем величину припуска для каждой операции. Полученные значения представим в виде таблицы (табл.4.1):
Суммарный припуск Z мм
Обтачивание предварительное
Шлифование предварительное
Согласно приложению 39 [2] назначаем припуск на подрезку торцов. Для чернового подрезания торцов припуск равен 18 мм для чистового подрезания припуск равен 10 мм (на одну сторону). Следовательно суммарный припуск по длине вала на подрезку торцов равен а=(18+1)*2=56 мм.
На основании назначенных значений припусков необходимо выбрать заготовку.
Т.к. наибольший диаметр вала равен 65 мм а длина равна 114 мм то с учетом припусков выбираем из сортамента прокат (сортовой круглый горячекатаный нормальной точности ГОСТ 2590-71) диаметром 70 мм и длиной 126 мм (рис.4.1).
ВАРИАНТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ
Выбор первой операции связан с обработкой технологической базы под последующую обработку. При изготовлении втулок в качестве технологической базы используют наружную цилиндрическую поверхность и торец. На основании этого разработаем маршрут обработки.
Операция 005: токарная
А. Установить заготовку.
Подрезать торец как чисто.
Точить поверхность выдерживая размер 1 2.
Сверлить отверстие выдерживая размер 3 2.
Рис. 5.1. Операция 005 (А)
Б.Переустановить заготовку.
Подрезать торец выдерживая размер 4.
Точить поверхность выдерживая размеры 56.
Точить канавку выдерживая размеры 78.
Снять фаску выдерживая размер 9.
Снять фаску выдерживая размер 10.
Рис.5.2. Операция 005 (Б)
Операция 010: токарная
Точить поверхность выдерживая размеры 11 12.
Точить поверхность выдерживая размеры 13 14.
Точить канавку выдерживая размеры 15 16
Нарезать резьбу выдерживая размер 15.
Снять фаску выдерживая размер 17.
Снять фаску выдерживая размер 18.
Зенкеровать отверстие выдерживая размер 19.
Нарезать резьбу выдерживая размеры 20 21.
Расточить канавку выдерживая размеры 22 23.
Рис. 5.3. Операция 010
Операция 015: фрезерная
А. Установить заготовку
Фрезеровать шпоночный паз выдерживая размеры 24 25 26 27.
Рис. 5.4. Операция 015
Операция 020: круглошлифовальная
Шлифовать поверхность выдерживая размеры 28 29.
Шлифовать поверхность выдерживая размеры 30 31.
Шлифовать поверхность выдерживая размеры 32 33.
Рис.5.5. Операция 020
Операция 025: внутришлифовальная
Шлифовать отверстие выдерживая размер 34 35.
Рис.5.6. Операция 025
РАСЧЕТ И НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ.
Пример расчета режима резания произведём на операцию 005 токарная.
Расчет производим по методике изложенной в литературном источнике [3].
Диаметр обработки D=70 мм. Режущий инструмент-резец проходной упорный Т15К6.
Глубину резания принимаем равной припуску на черновое точение.
Подачу выбираем из табл. 11 ([3] стр. 266); .
Скорость резания определяем по формуле:
Значение коэффициента и показателей степеней определяем по табл. 17 ([3] стр. 269):
Период стойкости резца .
– общий поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания:
где – коэффициент учитывающий фактические условия резания исходя из материала:
где – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости ; табл. 2 ([3] стр.262);
-предел прочности при растяжении материала.
–коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки табл. 5 ([3] стр. 263).
– коэффициент учитывающий материал инструмента табл.6
На основании полученных значений рассчитаем скорость резания:
Тогда частота вращения шпинделя будет равна:
Уточняем частоту вращения шпинделя n=800 обмин. исходя из станочной.
Уточняем скорость резания:
Главной составляющей силы резания при точении является сила :
где глубина резания – подача.
Значение коэффициента CP и показатели степеней выбираем из табл. 22 ([3] стр. 273):
Коэффициент рассчитывается как:
где табл. 9 ([3] стр.264).
табл. 23 ([3] стр. 275).
Следовательно сила резания равна:
Для остальных операций и поверхностей режимы резания назначаем. Режимы резания сводим в таблицу:
ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ
Операция 005–токарная 010–токарная:
Оборудование – Токарно-винторезный станок 16К20 ([4] табл. 4.7 стр. 163)
Наибольший диаметр обработки над станиной мм
Наибольшее перемещение стола мм
Наибольший диаметр прутка проходящего через отверстие шпинделя мм
Число скоростей шпинделя
Частота вращения шпинделя
Подача суппорта ммоб:
Мощность электродвигателя кВт
Приспособление – патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-80.
Режущий инструмент – резец проходной упорный Т15К6 ГОСТ 18879-73 резец резьбовой с пластинами из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18885-73 резец отрезной доработанный с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18884-73 резец отрезной доработанный с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18884-73 резец расточной из твердого сплава со стальным хвостиком ГОСТ 18063-72 зенкер с коническим хвостиком ГОСТ 12489-71 сверло спиральное с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77.
Контрольно-измерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ-1-125-0.1 ГОСТ 166-89 кольцо резьбовое.
Операция 015-фрезерная
Оборудование – вертикально-фрезерный станок 6Р10 ([4] табл. 4.36 стр. 189).
Ширина фрезеруемого паза мм
Диаметр обрабатываемого вала устанавливаемого в приспособлении мм
Наибольшая длина фрезеруемого паза мм
Наибольшая разбивка паза мм
Размер рабочей поверхности стола мм
Частота вращения шпинделя мин-1
Приспособление – прихват ГОСТ 12942-67
Режущий инструмент – шпоночная фреза ГОСТ 1435-86
Контрольно-измерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ-1-125-0.1 ГОСТ 166-89 калибр проходной.
Операция 020–круглошлифовальная:
Оборудование: кругло-шлифовальный станок 3М151 ([4] табл. 4.16 стр. 173).
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки
Рекомендуемый (или наибольший) диаметр шлифования мм
Наибольшая длина шлифования мм
Частота вращения шпинделя шлифовального круга
Скорость врезной подачи шлифовальной бабки мммин:
Приспособление - оправка цилиндрическая центровая ГОСТ 16212-70.
Режущий инструментшлифовальный круг ПП25035209А30СМ23К535
Контрольно-измерительный инструмент - эталоны шероховатости микрометр ГОСТ 6507-90.
Операция 030–внутришлифовальная:
Оборудование: внутришлифовальный станок 3К227А ([4] табл. 4.18 стр. 176).
Диаметр шлифования мм
Частота вращения шлифовального круга
Скорость перемещения стола при шлифовании ммин:
Режущий инструментшлифовальный круг ПП251012А30СМ23К535.
Контрольно-измерительный инструмент - эталоны шероховатости.
НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Рассчитываем норму штучного времени для токарной операции 005
(установ А). Размер партии деталей – 5 штук.детали – 14362 кг.
Способ установки детали - в трехкулачковый токарный патрон. Резец проходной упорный Т15К6.
Технологические переходы операции:
Подрезать торец – расчетные размеры: d=65 мм l=6 мм.
Точить поверхность – расчетные размеры: d=65 мм l=120 мм.
Сверлить отверстие – расчетные размеры: диаметр - 20 мм длина - 120 мм.
Определяем основное время То:
n – число оборотов шпинделя главного движения ( n = 700 мин-1) ;
S – подача (S= 07 ммоб);
Основное время первого перехода:
Основное время второго перехода:
Основное время третьего перехода:
Основное время всей операции:
Подсчитываем элементы вспомогательного времени:
- на установку и снятие детали – [4 табл. 5.1 стр. 197]
- связанного с переходом - в т.ч. включить и выключить станок кнопкой –001 мин*2= 002 мин включить и выключить подачу рычагом – 002 мин*2= 004мин; подвести и отвести резец - 0025 мин*4= 01мин [4 табл. 5.8 стр. 202];
Определяем вспомогательное время:
Нормативы времени на обслуживание рабочего места отдых и естественные надобности (65% от ):
[4 табл. 6.1 стр. 214]
Нормативы подготовительно-заключительного времени в т.ч.н: на наладку станка инструмента и приспособлений - 8 мин
на дополнительные приемы ( получение инструмента и приспособлений до начала и сдача после окончания обработки) - 8 мин [4 табл. 6.3 стр. 215]
Штучно-калькуляционное время
Операция 005: токарная (установ. Б)
Время на снятие фаски:
Таким образом общее основное время на операцию:
Штучно-калькуляционное время рассчитывается как:
где выбираем из источника [4] стр.147.
Результаты технического нормирования для всех операций сводим в таблицу.
Номер и наименование операции
В ходе курсовой работы был разработан конкретный вариант технологического маршрута обработки детали. В результате этого получена втулка с технологическими и конструктивными характеристиками которые были заданы изначально. Курсовая работа содержит рассчитанные и назначенные величины режимов резания. Процесс изготовления втулки четко нормирован. Для каждой операции выбран обрабатывающий станок режущий и измерительный инструмент технологическая оснастка.
Таким образом в результате проведенной работы были окончательно закреплены навыки практического применения теоретических знаний для решения прикладных инженерных задач связанных с разработкой технологических процессов изготовления машиностроительных изделий.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Марочник сталей и сплавов. Под редакцией В.Г. Сорокина-Москва 2001.
Сборник задач упражнений и практических заданий по технологии машиностроения: учеб. Пособие В. И. Аверченков и др. - Новополоцк: ПГУ 2008. -321 с.
Справочник технолога-машиностроителя Под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерекова.- М.: Машиностроение 12.т. 1986.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.- Минск: Высшая школа 1983.
Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч.1 и 2. – М.: Машиностроение 1974.
Лысов А.А. Аршиков А.С. Петрова В.П. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 1-36 07 91 "Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов" - Новополоцк ПГУ 2009. - 32 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. 1982.
ГОСТ 21495-84. Базирование и базы в машиностроении.
ГОСТ 3.1702-79. Правила записи операций и переходов. Обработка резанием.

установ Б.cdw

Чертёж втулки.cdw

Неуказанные радиусы-1
Неуказанные предельные отклонения H14
Сталь 45 ГОСТ 1050-74
КР ТМС 1-36.07.01.08.00

Чертеж заготовки.cdw

Чертеж А1.cdw

А. Установить заготовку.
Сверлить отверстие выдерживая размер 3
Резец проходной упорный Т15К6 ГОСТ 18879-73
Резец подрезной отогнутый Т15К6 ГОСТ 18880-73
Сверло спиральное с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77
Наименование и модель
Головка шлифовальная AW 20x32 25A ГОСТ 2447-82
А) Установить деталь
выдерживая размер 34
Б.Переустановить заготовку.
выдерживая размер 4.
выдерживая размеры 5
выдерживая размеры 7
выдерживая размер 9.
Снять фаску выдерживая размер 10.
Резец резьбовой с пластинами из твёрдого сплава Т15К6 18885-73
Зенкер с коническим хвостиком ГОСТ 12489-71
Резец расточной из твёрдого сплава со стальным хвостиком ГОСТ 18063-72
выдерживая размеры 11
выдерживая размеры 13
выдерживая размеры 15
выдерживая размер 15.
выдерживая размер 17.
выдерживая размер 18.
Зенкеровать отверстие
выдерживая размер 19.
выдерживая размеры 20
выдерживая размеры 22
Шпоночная фреза ГОСТ 12942-67
А. Установить заготовку
Фрезеровать шпоночный паз
выдерживая размеры 24
Шлифовальный круг ПП250х35х209А30СМ23К535
Шлифовать поверхность
выдерживая размеры 28
выдерживая размеры 30
выдерживая размеры 32
Вертикально-фрезерный
КР ТМС 1-36.07.01.08.00
Технологический маршрут
Операция 005 - токарная (установ А)
Операция 005 - токарная (установ Б)
Операция 010 - токарная
Операция 015 - фрезерная
Операция 020 - круглошлифовальная
Операция 020 - внутришлифовальная

Фрезерование.cdw

Внутришлифовальная.cdw

Операция 005.cdw