Проект деталь «Корпус»- ПЗ, чертежи

Содержание

1. Введение

2. Общая часть

2.1 Анализ исходных данных

2.2 Анализ технических требований к детали

2.3 Анализ технологичности детали

3.Технологическая часть

3.1. Расчеты по объёму выпуска и определение типа производства

3.2. Выбор заготовки

3.3 Выбор технологических баз и последовательности обработки заготовки

3.4 Расчет припусков на механическую обработку

3.5 Расчёт режимов резания

3.6 Выбор оборудования

3.7 Выбор средств технологического оснащения

3.8 Определение основного технологического времени

4. Конструкторская часть (проектирование приспособления)

4.1 Описание конструкции, назначение, принцип действия

4.2 Расчёт приспособления на точность

4.3 Расчёт приспособления на усилие зажима

4.4 Расчёт приспособления на прочность по слабому звену

4.5 Разработка технологического процесса сборки приспособления

5. Экономическая часть

Расчет себестоимости изготовления детали

Заключение

Литература

Введение

В рамках проекта будет рассматриваться деталь «Корпус».

Для детали будет проведён анализ технологичности, который позволит оценить её технологичность, т.е. возможность рациональной обработки с помощью стандартных инструментов и на существующем оборудовании.

Расчёт коэффициента закрепления операции позволит определить тип производства, выбрать соответствующее оборудование, способ получения заготовки и определить характерный для данного типа производства составы и последовательности выполнения операций.

В проекте будет произведен выбор типа приспособления, его расчет на точность, усилие зажима и расчет слабого звена приспособления на прочность. Будет разработан маршрут сборки приспособления.

Результатом работы будет оформление технологической (маршрутная карта, операционная карта, карта эскизов, маршрут обработки, наладки) и конструкторской документации (чертеж детали, сборочный чертеж приспособления) согласно ЕСТД и ЕСКД.

2. Общая часть

2.1 Анализ исходных данных.

Корпусные детали машин представляют собой базовые детали, на них устанавливают различные детали и сборочные единицы, точность которых должна обеспечиваться в процессе работы машины под нагрузкой. В соответствии с этим корпусные детали должны иметь требуемую точность, обладать необходимой жесткостью и виброустойчивостью.

Редуктор предназначен для передачи крутящего момента от электродвигателя через упругую муфту к ведущему валу с изменением скорости вращения.

Корпус редуктора предназначен в основном для размещения и координации в его внутренней полости деталей, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также восприятия сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипниках.

Исполнительные поверхности корпуса и их взаимное расположение должны быть выполнены с такой степенью точности, чтобы обеспечивать бесперебойную работу редуктора в течение всего срока его эксплуатации в соответствии с техническими требованиями к изделию.

Программа выпуска по заданию составляет 5000 шт/год, выпуск по неизменным чертежам в течение 5 лет.

2.3 Анализ технологичности детали

Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции корпуса сводятся к уменьшению затрат времени на технологическую подготовку производства, изготовление детали.

Изучив чертёж корпуса можно сделать следующие выводы:

1. Наиболее высокие требования предъявляются к взаимному расположению поверхностей основания корпуса и осей отверстий под установку подшипников – отклонение от параллельности не более 0,03 мм на длину 200 мм.

2. Высокие требования предъявляются к взаимному расположению осей цилиндрических поверхностей диаметром 35 и 110 мм - отклонение от соосности не более 0,05мм.

Также это самые точные поверхности (Ø35Js7, Ø100Js7).

Шероховатость этих поверхностей Ra1,6 мкм.

Для выполнения этих требований необходимо выполнять растачивание этих поверхностей за несколько переходов (черновое, получистовое, чистовое, тонкое), соблюдение принципа единства баз для получения требуемой величины соосности и параллельности относительно основания корпуса.

3. Высокие требования предъявляются к взаимному расположению осей установочных отверстий диаметром 8Н7 – допуск на линейные размеры не более 0,02 мм.

4. Требования к остальным поверхностям не являются высокими. Средние квалитеты (IT1214) и шероховатость поверхности позволяют получать требуемое качество поверхностей после черновой и получистовой обработки стандартным инструментом.

Из приведенного выше можно заключить, что корпус является относительно технологичной деталью. Для ее изготовления не требуется применение специальных станков и инструмента, однако потребует изготовление специальных приспособлений для обработки и контроля полученных отклонений.

3.2 Выбор заготовки.

Метод получения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, ти-пом

производства, а также экономичностью изготовления. Для рационального

выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь.

В данном случае определяющим фактором являются свойства материала. Деталь сделана из чугуна, а он, как известно, не поддается обработке давлением, являясь хрупким материалом. При этом он обладает хорошими литейными свойствами.

Структура процесса выбора заготовки, его содержание определяется степенью сложности изготавливаемой заготовки и соответственно требует применения одного или нескольких методов для его выполнения.

В первую очередь рассматривают технологические возможности материала, приведенные конструктором на чертеже детали, влияния степени его легирования на обрабатываемость.

Если материал детали обладает литейными свойствами и в то же время хорошо обрабатывается давлением, то выбор процесса и метода изготовления заготовки связывают с обеспечением заданного качества детали, т.е. с техническим условием на изготовление.

В результате анализа исключают многие процессы и методы, устанавливают степень технического совершенства принятых решении, выбирают возможные варианты, уточняют их.

Структура материала, из которого изготовлена деталь, состоит из перлита с включениями графита. Графит по сравнению со сталью обладает низкими механическими свойствами, но именно благодаря графиту чугун имеет преимущества перед сталью:

- наличие графита облегчает обрабатываемость резанием, делает стружку ломкой (когда резец доходит до графитового включения),

- чугун обладает хорошими антифрикционными свойствами, наличие графитных включений быстро гасит вибрации и резонансные колебания,

- чугун почти не чувствителен к дефектам поверхности, надрезам и т.д.

Низкая температура плавления и окончание кристаллизации при постоянной температуре (образование эвтектики) обеспечивают на только удобство в работе, но и хорошие жидкотекучесть и заполняемость формы. Описанные свойства чугуна делают его ценным конструкционным материалом, широко применяемом в деталях машин, главным образом тогда, когда они не испытывают значительных растягивающих и ударных нагрузок.

Способ изготовления отливки должен обеспечить высокие эксплуатационные свойства литого изделия, высокие технико-экономические показа-тели производства. При выборе способа изготовления отливки учитываются: вид сплава и его литейные свойства, служебное назначение и конструкция детали, технические требования, серийность выпуска.

Следовательно, заготовку для детали получаем методом литья в кокиль.

Кокиль - металлическая форма, которая заполняется расплавом под действием гравитационных сил. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использован многократно. Таким образом, сущность литья в ко-кили состоит в применении металлических материалов для изготовления многократно используемых литейных форм, металлические части которых составляют их основу и формируют конфигурацию и свойства отливки.

Кокиль обычно состоит из двух полуформ, плиты, вставок. Полуформы взаимно центрируются штырями, и перед заливкой их соединяют замками. Размеры рабочей полости кокиля больше размеров отливки на величину усадки сплава. Полости и отверстия в отливке могут быть выполнены металлическими или песчаными стержнями, извлекаемыми из отливки после ее затвердевания и охлаждения до заданной температуры. Расплав заливают в ко-киль через литниковую систему, выполненную в его стенках, а питание массивных узлов отливки осуществляется из прибылей (питающих выпоров).

При заполнении кокиля расплавом воздух и газы удаляются из его рабочей полости через вентиляционную систему кокиля.

Основные элементы кокиля - полуформы, плиты, вставки, стержни т. д.- обычно изготовляют из жаропрочной стали.

Основные операции технологического процесса. Перед заливкой расплава новый кокиль подготовляют к работе: поверхность рабочей полости и разъем тщательно очищают от следов загрязнений, ржавчины, масла; проверяют легкость перемещения подвижных частей, точность их центрирования, надежность крепления. Затем на поверхность рабочей полости и металлических стержней наносят слой огнеупорного покрытия облицовки и краски. Со-став облицовок и красок зависит в основном от заливаемого сплава, а их толщина - от требуемой скорости охлаждения отливки: чем толще слой огне-упорного покрытия, тем медленнее охлаждается отливка. Вместе с тем слой огнеупорного покрытия предохраняет рабочую поверхность формы от резко-го повышения ее температуры при заливке, расплавлении и схватывании с металлом отливки. Таким образом, облицовки и краски выполняют две функции: защищают поверхность кокиля от резкого нагрева и схватывания с отливкой и позволяют регулировать скорость охлаждения отливки, а значит, и процессы ее затвердевания, влияющие на свойства металла отливки. Перед нанесением огнеупорного покрытия кокиль нагревают газовыми горелками или электрическими нагревателями до температуры 423 - 453 К. Краски наносят на ко-киль обычно в виде водной суспензии через пульверизатор. Капли водной суспензии, попадая на поверхность нагретого кокиля, испаряются, а огне-упорная составляющая ровным слоем покрывает поверхность.

После нанесения огнеупорного покрытия кокиль нагревают до рабочей температуры, зависящий в основном от состава заливаемого сплава, толщины стенки отливки, ее размеров, требуемых свойств. Обычно температура нагрева кокиля перед заливкой 473 - 623 К. Затем в кокиль устанавливают песчаные, керамические или металлические стержни, если таковые необходимы для получения отливки; половины кокиля соединяют и скрепляют специальными зажимами, а при установке кокиля на кокильной машине с помощью ее механизма запирания, после чего заливают расплав в кокиль. Часто в процессе затвердевания и охлаждения отливки, после того как отливка приобретет достаточную прочность, металлические стержни <подрывают>, т.е. частично извлекают из отливки до ее извлечения из кокиля. Это делают для того, чтобы уменьшить обжатие усаживающейся отливкой металлического стержня и обеспечить его извлечение из отливки. После охлаждения отливки до задан-ной температуры кокиль раскрывают, окончательно извлекают металлический стержень и удаляют отливку из кокиля. Из отливки выбивают стержень, обрезают литники, прибыли, выпоры, контролируют качество отливки. Затем цикл повторяется.

Как видно, процесс литья в кокиль - малооперационный. Манипуляторные операции достаточно просты и кратковременны, а лимитирующей по продолжительности операцией является охлаждение отливки в форме до за-данной температуры. Практически все операции могут быть выполнены механизмами машины или автоматической установки, что является существенным преимуществом способа, и, конечно, самое главное - исключается трудоемкий и материалоемкий процесс изготовления формы: кокиль используется много-кратно.

Особенности формирования и качество отливок. Кокиль - металличе-ская форма, обладающая по сравнению с песчаной значительно большей теплопроводностью, теплоемкостью, прочностью, практически нулевыми газопроницаемостью и газотворностью. Эти свойства материала кокиля обусловливают рассмотренные ниже особенности его взаимодействия с металлом отливки.

1. Высокая эффективность теплового взаимодействия между отливкой и формой: расплав и затвердевающая отливка охлаждаются в кокиле быстрее, чем в песчаной форме, т.е. при одинаковых гидростатическом напоре и температуре заливаемого расплава заполняемость кокиля обычно хуже, чем песчаной формы. Это осложняет получение в кокилях отливок из сплавов с пониженной жидкотекучестью и ограничивает минимальную толщину стенок и размеры отливок. Вместе с тем повышенная скорость охлаждения способствует получению плотных отливок с мелкозернистой структурой, что повышает прочность и пластичность металла отливок. Однако в отливках из чугуна, получаемых в кокилях, вследствие особенностей кристаллизации часто образуются карбиды, ферритографитная эвтектика, отрицательно влияющие на свойства чугуна: снижается ударная вязкость, износостойкость, резко возрастает твердость в отбеленном поверхностном слое, что затрудняет обработку резанием таких отливок и приводит к необходимости подвергать их термической обработке (отжигу) для устранения отбела.

2. Кокиль практически неподатлив у более интенсивно препятствует усадке отливки, что затрудняет извлечение ее из формы, может вызвать появление внутренних напряжений, коробление и трещины в отливке.

Однако размеры рабочей полости кокиля могут быть выполнены значительно точнее, чем песчаной формы. При литье в кокиль отсутствуют погрешности, вызываемые расталкиванием модели, упругими и остаточными деформациями песчаной формы, снижающими точность ее рабочей полости и соответственно отливки. Поэтому отливки в кокилях получаются более точными. Точность отливок в кокилях обычно соответствует 12 - 15-ам квалитетам. При этом точность по 12му квалитету возможна для размеров, расположенных в одной части формы. Точность размеров, расположенных в двух и более частях формы, а также оформляемых подвижными частями формы, ниже. Коэффициент точности отливок по массе достигает 0.71, что обеспечивает возможность уменьшения припусков на обработку резанием.

3. Физико-химическое взаимодействие металла отливки и кокиля минимально, что способствует повышению качества поверхности отливки. Отливки в кокиль не имеют пригара. Шероховатость поверхности отливок определяется составами облицовок и красок, наносимых на поверхность рабочей полости формы, и соответствует Rz=8018 мкм, но может быть и меньше.

4. Кокиль практически газонепроницаем, но и газотворность его минимальна и определяется в основном составами огнеупорных покрытий, наносимых на поверхность рабочей полсти. Однако газовые раковины в кокильных отливках - явление не редкое. Причины их появления различны, но в любом случае расположение отливки в форме, способ подвода расплава и вентиляционная система должны обеспечивать удаление воздуха и газов из кокиля при заливке.

Эффективность производства и область применения. Эффективность производства отливок в кокиль, как, впрочем, и других способов литья, зависит от того, насколько полно и правильно инженер-литейщик использует преимущества этого процесса, учитывает его особенности и недостатки и условиях конкретного производства. Ниже приведены преимущества литья в кокиль на основе производственного опыта.

1. Повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок от пригара. Поэтому использование литья в кокили, по данным различных предприятий, позволяет в 2 - 3 раза повысить производительность труда в литейном цехе, снизить капитальные затраты при строительстве новых цехов и реконструкции существующих за счет сокращения требуемых производственных площадей, расходов на оборудование, очистные сооружения, увеличить съем отливок с 1 м2 площади цеха.

2. Повышение качества отливки, обусловленное использованием металлической формы, повышение стабильности показателей качества: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости, точности размеров отливок.

3. Устранение или уменьшение объема вредных для здоровья операций выбивки форм, очистки отливок от пригара, их обрубки, общее оздоровление и улучшение условий труда, меньшее загрязнение окружающей среды.

4. Механизация и автоматизация процесса изготовления отливки, обусловленная многократностью использования кокиля. Для получения отливок заданного качества легче осуществить автоматическое регулирование технологических параметров процесса. Автоматизация процесса позволяет улучшить качество отливок, повысить эффективность производства, изменить характер труда литейщикаоператора, управляющего работой таких комплексов.

Недостатки литья в кокиль:

1. Высокая стоимость кокиля, сложность и трудоемкость его изготовления.

2. Ограниченная стойкость кокиля, измеряемая числом годных отливок, которые можно получить в данном кокиле. От стойкости кокиля зависит экономическая эффективность процесса.

3. Сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы - делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни.

4. неподатливый кокиль приводит к появлению в отливках напряжений, а иногда к трещинам.

Этот способ литья применяют как правило в серийных и массовых производствах.

Эффективность литья в кокиль обычно определяют в сравнении с литьем в песчаные формы. Экономический эффект достигается благодаря устранению формовочной смеси, повышению качества отливок, их точности, уменьшению припусков на обработку, снижению трудоемкости очистки и обдувки отливок, механизации и автоматизации основных операций и, как следствие, повышению производительности и улучшению условий труда.

Литье в кокиль следует отнести к трудо и материалосберегающим, мало-операционным и малоотходным технологическим процессам, улучшающим условия труда в литейных цехах и уменьшающим вредное воздействие на окружающую среду.

Чертеж заготовки оформлен в соответствии с требованиями

ГОСТ 3.112585.

Технические требования к отливке:

1. Отливка класса точности 1212 по ГОСТ 2664585.

2. Допустимое смещение опок не более 0.5 мм.

3. Минимальная величина радиусов закруглений R3+2.

4. Формовочные уклоны не более 3°.

5. Поверхность отливки очистить от окалины.

6. Допускаются поверхностные дефекты поверхностей до 0.3% припуска.