Проектирование технологического процесса изготовления детали "Корпус"

Пояснительная записка.docx

1 Служебное назначение и конструкция детали4
2 Анализ детали на технологичность5
3 Тип производства и его характеристика6
1 Разработка маршрутного технологического процесса8
2 Выбор заготовки и его обоснование 8
3 Расчет припусков на одну поверхность 9
4 Расчет режимов резания и норм времени на одну поверхность12
5 Выбор оборудования и инструмента на механические операции17
6 Расчет и конструирование режущего инструмента 18
7 Проектирование станочного приспособления 20
8 Расчет мерительного инструмента 21
Заключение23 Список сокращений 24
Список литературы 25
Курсовой проект по технологии машиностроения является завершающим в системе подготовки специалистов профессионального обучения машиностроительного направления.
Курсовое проектирование закрепляет углубляет и обобщает знания полученные студентами во время изучения общетеоретических общетехнических и специальных дисциплин.
Курсовое проектирование должно научить пользоваться справочной литературой ГОСТами таблицами умело сочетая справочные данные с теоретическими знаниями. При курсовом проектировании особое внимание уделяется самостоятельному творчеству студента с целью развития его инициативы в решении технических задач а также детального творческого анализа существующих технологических процессов. Принятие решений по выбору вариантов технологических процессов оборудования оснастки методов получения заготовок производится на основании технико-экономических расчетов.
В учебном пособии приводится методика проектирования технологических процессов механической обработки детали а также изложены вопросы проектирования технологической оснастки (приспособления). Кроме того приводятся типовые технологические процессы с операционными эскизами на некоторые типы деталей машин. Приводятся методические указания по оформлению графической части проекта и пояснительной записки а также примеры оформления технологических карт и другой технологической документации в соответствии с действующими стандартами.
1 Служебное назначение детали
Корпус - это деталь или группа сочленённых деталей предназначенная для размещения и фиксации подвижных деталей механизма или машины для защиты их от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды а также для крепления механизмов в составе машин и агрегатов.
Кроме того корпусные детали весьма часто выполняют роль ёмкости для хранения эксплуатационного запаса смазочных материалов.
Корпусные детали составляют значительную часть (иногда до 80 %) массы машин или механизмов. Разрушение корпусных деталей в процессе работы наиболее часто ведет к необратимой аварии машины то есть к потере последней.
Данный корпус отливается из материал АЛ-6 ОСТ 190073-85.
Характеристика материала АЛ-6.
АЛ6 — металлический сплав основу которого составляет алюминий (Al) его содержание может колебаться в диапазоне от 919% до 93%. Обязательно в сплаве АЛ-6 присутствуют кремний и медь. Допустимое количество примесей определено в таблице химического состава.
Химический состав приведён в таблице 1.
Таблица 1- Химический состав сплава АЛ-6
Таблица 2 – Механические свойства
Таблица 3 – физические свойства сплава
Применение сплава АЛ-6:
2. Анализ детали на технологичность.
Технологичность детали в значительной мере определяется рациональностью способа получения заготовки. Заготовки в основном получают из сортового проката литьем ковкой и штамповкой сваркой. Выбор способа получения заготовки определяется объемом производства конфигурацией детали сроками отведенными на технологическую подготовку производства материалом детали предопределяющим в частности возможность и целесообразность применения того или иного вида литья: в песчаные или оболочковые формы в кокиль по выплавляемым моделям под давлением.
Деталь «Корпус» технологична:
- все поверхности унифицированы
- на детали присутствуют поверхности являющиеся вспомогательными базами;
- обеспечен свободный подвод и вывод режущего инструмента и процесс обработки;
- на детали удобно контролировать точные размеры;
Из недостатков могу отметить:
- большое количество точных и чистых поверхностей;
- большое количество отверстий.
3 Тип производства и его характеристика
Тип производства определяется по коэффициенту серийности.
Определим коэффициент серийности по формуле:
где трудоёмкость мин.;
Величина такта выпуска
где действительный годовой фонд времени ч.;
N – годовая программа
Величина времени средняя
Ниже приведены данные характеризующие виды производств:
Кс = 1 – массовое производство;
Кс = 2 10 – крупносерийное производство;
Кс = 10 20 – серийное производство;
Кс > 20 – мелкосерийное производство.
Из произведенного расчета коэффициент серийности Кс = 203 следовательно производство является крупносерийным.
Крупносерийное производство — это переходный этап к массовой форме выпуска изделий. Оно характеризуется тем что изготовление изделий выполняется большими объемами в течение длительного периода времени.
1 Разработка маршрутного технологического процесса
Технологическийпроцесс—эточастьпроизводственногопроцесса содержащий в себе упорядоченнуюпоследовательность взаимосвязанныхдействийнаправленный на превращение сырья и заготовок в конечные изделия.
Маршрутный техпроцесс изготовления детали «Корпус»
2 Выбор заготовки и его обоснование
Правильно выбрать способ получения заготовки – означает определить рациональный технологический процесс ее получения с учетом материала детали требований к точности ее изготовления технических условий эксплуатационных характеристик серийности выпуска и экономии материала. Машиностроение располагает большим количеством способов получения заготовки для данной детали:
В данном случае мы используем способ получения заготовки - штамповка.
Штамповка– вид обработки давлением при котором формообразование поковки из заготовки осуществляется с помощью специального инструмента –штампа.
Заготовки получаемые штамповкой называется штампованными поковками или просто поковками.
Штамповка имеет ряд преимуществ по сравнению с ковкой:
- Производительность штамповки значительно выше – составляет 10 1000. Поэтому при серийном и массовом производстве выгодней использовать штамповку;
- Горячей объемной штамповкой можно получить без напусков поковки сложной формы (экономия металла) которые ковкой изготовить без напусков нельзя;
- Допуски на штампованную поковку в 3 4 раза меньше чем на кованную следовательно значительно меньше объем последующей механической обработки – штампованные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями и эта обработка может сводиться только к шлифованию.
Проведем расчет штамповки по геометрическим параметрам при помощи CAD программы T-flex CAD 17 на рис 1.
Рисунок 1 – расчет штамповки.
Найдем коэффициент использования материала:
где тдет - масса детали г;
тзаг- масса заготовки г.
Следовательно исходя из вышеперечисленного способ получения заготовки методом штамповки более целесообразен.
3 Расчёт припусков на одну операцию.
Рассчитаем пространственные отклонения заготовки по формуле
Суммарная величина пространственных отклонений заготовки
Минимальный припуск определяется по формуле
Определим расчётные размеры
Рассчитываем предельные размеры
Определим максимальный предельный размер:
Таблица 2 - Припуски на обработку поверхности диаметром 52h7
Технологичес кие переходы обработки поверхности
Предельны е припуски
Растачивание чистовое
По произведенным расчетам строим схему расположения полей припусков.
Рисунок 3 – Схема припусков
4 Расчет режимов резания и норм времени на одну операцию
На токарном станке с ЧПУ марки SPECTR TL-200 растачивается глухое отверстие на глубину 60мм.
Принимаем токарный расточной резец в соответствии с ГОСТ 18883-73 группа Г23. Резец 2141-0002 ВК4ГОСТ 18883-73.
Определяем глубину резания
где D – диаметр полученный после растачивания мм;
d - растачиваемый размер.
Определим подачу S= 05 ммоб
Определяем стойкость инструмента T = 120 мин.
Определим скорость резания
где Сv – постоянный коэффициент зависящий от физико-механических свойств обрабатываемого материала;
Т – стойкость инструмента мин;
t – глубина резания мм;
Кv – общий поправочный коэффициент на изменение условий резания;
m – показатель относительной стойкости характеризующий интенсивным влиянием стойкости на скорость резания;
x y– показатели степени характеризующие влияние глубины резания подачи инструмента и диаметра инструмента на скорость резания.
Kv=KmvKпvKnvKфKr (17)
где Kмv – коэффициент учитывающий обрабатываемый материал;
Knv – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;
Kuv – коэффициент учитывающий инструментальный материал.
Кtv-коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно работающих инструментов;
Кφ-коэффициент учитывающий влияние параметров резца на скорость резания.
Принимаем Сv=350; y=035; m=02
Определим частоту вращения шпинделя
где: D - диаметр заготовки мм;
Принимаем действительную частоту вращения шпинделя nд=800 мин-1
Определим действительную скорость резания
где: D-диаметр полученный после растачивания мм;
nд - действительная частота вращения шпинделя принятая по паспорту станка.
Определим мощность необходимую на резание
где Pz – сила резания кВт;
где Ср – постоянный коэффициент зависящий от физико-механических свойств обрабатываемого материала и равен 204;
n – частота вращения шпинделя мин-1;
Кp – общий поправочный коэффициент на изменение условий резания;
x y n – показатели степени характеризующие влияние глубины резания подачи фрезы и диаметра фрезы на скорость резания.
Кр=Кмр·Кφр·Кγр·Кλ·Кrp (23)
где Кмр - коэффициент учитывающий влияние качества алюминиевых сплавов на силовые зависимости;
Кφр – коэффициент учитывающий влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания;
Кγр - коэффициент учитывающий влияние угла γ на составляющие силы резания;
Кrp - коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине на составляющие силы резания.
Расчет основного времени
где Lp – расчетная длина обработки;
i – число рабочих ходов.
Lp = L + L1 + L2 (25)
где L – длинна обрабатываемой поверхности;
L1 – величина врезания режущего инструмента;
L2 – величина перебега инструмента.
Lp = 95 + 002 + 2 = 97.02 мм.
Расчёт вспомогательного времени
где Тв1 – время на закрепление и снятие детали мин.;
Тв2 – время на вспомогательные ходы мин;
Тв = 015 + 005 = 02 мин.
Расчет операционного времени
Топ = 024 + 02 = 026 мин.
Расчёт времени на обслуживание рабочего места
Расчёт времени на отдых и личные потребности
Расчет нормы штучного времени
Тшт = Топ + Тобс + Тотл (30)
Тшт = 026 + 00078 + 0104 = 03718 мин
5 Выбор оборудования и инструмента на все операции
Таблица 3 – Техническая характеристика оборудования
Наименование оборудования
Обороты шпинделя обмин
Таблица 4 – Параметры режущего инструмента
Наименование инструмента
Метчик машинно-ручной М 8
6 Расчёт и конструирование режущего инструмента
Сверло — режущий инструмент предназначенный для сверления отверстий в различных материалах. Свёрла могут также применяться для рассверливания то есть увеличения уже имеющихся предварительно просверленных отверстий и засверливания то есть получения несквозных углублений.
Твердосплавными сверлами получают отверстия 9-10 квалитета специальными твердосплавными сверлами с 4-мя ленточками и на цветных металлах возможно получать отверстия 7-8 квалитета быстрорежущими 12-13 квалитета.
Определяем диаметр сверла. По таблице назначения сверл ( ГОСТ 10902-77) для номинального диаметра резьбы М8 находим диаметр сверла 67 мм.
Определяем режим резания по нормативам на сверление. По карте находим:
Скорость резания принимаем 32 ммин
Определяем момент сил сопротивления резанию
7 Проектирование станочного приспособления
Станочные приспособления – технологическая оснастка определенного вида предназначенного для надежного закрепления и правильного базирования заготовки на станке с целью последующей механической обработки.
Для данной детали рассчитаем и спроектируем станочное приспособление на токарную операцию – продольное точение диаметра 70 мм. В качестве приспособления проектируем трёхкулачковый токарный патрон. Размеры по ГОСТ 2675-80
Прежде всего стоит рассчитать требуемую силу зажима на каждом кулачке патрона (рассчитываем и проектируем токарный трёхкулачковый патрон).
Рассчитаем требуемую силу зажима на каждом кулачке
– сила резания при точении. «Расчёт режимов резания и норм времени на токарную операцию»
n = 3 – количество кулачков;
D = 84 – диаметр заготовки;
D1 – диаметр обрабатываемой детали (расчёт ниже);
К – коэффициент запаса.
K0-гарантированный коэффициент запаса
K1-коэффициент учитывающий состояние поверхности
K2-коэффициент учитывающий увеличение сил резания от затупления инструмента
K3- коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании
K4- коэффициент учитывающий постоянство сил зажима
Требуемая величина силы привода
n-количество кулачков
К’- коэффициент учитывающий дополнительные силы трения в патроне
l-вылет кулачка от его опоры до центра приложения силы зажима
l1-длина направляющей части кулачка
f1- коэффициент трения в направляющих кулачках
Предаваемое штоком усилие в пневмоцилиндрах
D-диаметр поршня пневмоцилиндра
Выражаем из формулы D и получаем выражение
Ближайший наибольший диаметр цилиндра равен 100мм
8 Расчёт и конструирование измерительного инструмента
В качестве мерительного инструмента выбираем калибр – скобу для ступени вала диаметром 70(-001-0029).
Калибр-скоба – это бесшкальный измерительный прибор в виде скобы предназначенный для контроля точности изготовления валов.
Определяем размеры калибр – скоб для вала диаметром 70(-001-0029).
Находим предельные отклонения вала они равны -001 и -0029 следовательно dma dmin=69971мм.
По ГОСТ 24853-81 находим допуски и другие данные для расчета калибров: H1= 4 мкм; Z1=3 мкм; Y1= 3 мкм; Нр= 15мкм.
Наименьший размер проходной калибр – скобы:
Размеры калибра ПР проставляемый на чертеже при допуске на изготовление Н1= 4мкм равен 69985(+0004). Исполнительные размеры: наименьший 29985мм; наибольший 29989мм.
Наибольший размер изношенной калибр – скобы при допуске на износ Y1= 3 мкм равен:
Наименьший размер непроходной калибр – скобы:
Размер калибра НЕ проставляемый на чертеже 69969(+0004).
Исполнительные размеры: наименьший 69969мм; наибольший 69973 мм.
Определяем размеры контрольных калибров к скобам:
Для контроля проходной стороны скобы:
Размер калибра К – ПР проставляемый на чертеже равен 699877 (-00015) мм.
Для контроля непроходной стороны скобы:
Размер калибра К – НЕ проставляемый на чертеже равен 699717 (-00012) мм.
Для контроля износа проходной стороны скобы:
Размер калибра К – Н проставляемый на чертеже равен 69993(-00015) мм.