Разработка технологии обработки детали

Содержание:

1. Введение……………………………………………………………………………………..2

1.1 Задание………………………………………………………………………………………3

2. Анализ  технологичности детали…………………………………………………4

3. Выбор исходной  заготовки…………………………………………………………7

4. Разработка  технологических операций …………………………………..12

5.Моделирование  размерных связей………………………………………….17

6. Расчет  режимов резания…………………………………………………………..19

7.Расчет  норм времени на выбранную  операцию………………………58

8.Оформление  комплекта технологической документации……….59

Список литературы……………………………………………………………………….60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение.

Основными задачами образовательного процесса при освоении дисциплин технологической направленности является обучение:

- разработке и внедрению  оптимальных технологий изготовления  деталей;

- организации и эффективному  осуществлению контроля качества  готовой продукции;

- использованию информационных  технологий при проектировании  механической обработки;

- нахождению компромисса  между различными требованиями  при проектировании технологического  процесса.

Курсовой проект предполагает расширение, углубление, систематизацию и закрепление теоретических знаний, овладение методикой – экспериментальных исследований технологических процессов, развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов сборки изделий и изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Переходник». Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качество деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию.

 

 

 

 

1. Задание.

 

 

Рис.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Анализ технологичности детали.

Анализ технологичности конструкции детали производится с целью повышения производительности труда, снижения затрат и сокращение времени на технологическую подготовку производства. Конструкция изделия может быть названа технологичной, если она обеспечивает простое и экономичное изготовление изделия и отвечает следующим основным требованиям:

1. При конструировании изделий используются простые геометрические формы, позволяющие применять высокопроизводительные методы производства. Предусмотрена удобная и надежная технологичная база в процессе обработки
2. Конфигурация деталей и их материалы позволяют применять наиболее прогрессивные заготовки, сокращающие объем механической обработки (точное кокильное литье, литье под давлением, объемная штамповка и вытяжка, холодная штамповка различных видов и т.п.).
3. Обоснованы заданные требования к точности размеров и формы детали.
4. Использованы стандартизация и унификация деталей и их элементов.
5. Для достижения объема механической обработки предусмотрены допуски только по размерам посадочных поверхностей.
6. Предусмотрена возможность удобного подвода жесткого высокопроизводительного инструмента к зоне обработки детали.
7. Обеспечена достаточная жесткость детали.

Данная деталь предназначена для соединения двух различных диаметров с наружной и внутренней резьбой.

Основные технологические задачи включают требования по обеспечению: точности размеров, качеству поверхностного слоя, параллельности торцевых поверхностей.

Размеры детали:

1. Вал 60мм, 7 квалитета с основным отклонением n, т.е. вал предназначен для образования переходной посадки.
2. Вал с наружной метрической резьбой номинального диаметра d=36мм, с шагом 1,5, шестой степени точности с основным отклонением g   ( для посадки с зазором), с фаской 1×45̊ .
3. Отверстие в наружной метрической резьбой номинального диаметра d= 38мм, с шагом 1,5, шестой степени точности с основным отклонением g, с фаской 1×45̊ .
4. Отверстие с номинальным 20мм, 8 квалитета с основным отклонением   H (для посадки с зазором), глубина отверстия -18мм имеет 12 квалитет точности (неуказанное предельное отклонение +IT12), с фаской 1×45̊.
5. Проточка с шириной 3мм и 40мм, с 12 квалитетом точности (неуказанное предельное отклонение +IT12), соединяющая отверстия
6. Длинна детали- 30мм с12 квалитетом точности (неуказанное предельное отклонение -IT12).
7. Диаметр проточки- 30мм с12/2 квалитетом точности (неуказанное предельное отклонение ).

Допуск параллельности поверхности- 0,02мм.

Шероховатость поверхности Rz=20мкм Δ5 класс шероховатости.

Деталь технологична, т.к имеет небольшие габаритные размеры. Соотношение размеров детали оптимально для применения наиболее рациональных и экономически выгодных методов обработки.

Деталь состоит из материала - сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

 Легированная конструкционная сталь. Имеет хорошую вязкость, пластичность, имеет хорошие прочностные качества.

Свойства:

Плотность 7850 кг/м.куб

Модуль упругости E=214000 МПа

Модуль сдвига G=85000 МПа

Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы подогрев и последующая термообработка. КТС - необходима последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 163-168 и σв=610 МПа,  К υ тв. спл=1,2 и Кυ б.ст=0,95.

Температура ковки: Начала 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Химический состав: Кремний(0.17-0.37), Марганец(0.50-0.80), Медь(0.30), Никель(0.30), Сера(0.035), Углерод(0.36-0.44), Фосфор(0.035), Хром(0.80-1.10).

Механические свойства:

Твердость- 288НВ

предел текучести условный - 780 Мпа

временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении) σв -980 Мпа

относительное удлинение после разрыва- 10%

относительное сужение- 45 %

ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V- 59 Дж/см2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор исходной заготовки.

На выбор метода получения заготовки оказывает влияние: материал детали, ее назначение и технические требования на изготовление; объем и серийность выпуска; форма поверхностей и размеры детали.Наиболее важными технико-экономическими показателями при выборе заготовки можно считать ее стоимость и коэффициент использования материала. Коэффициент использования материала определяется по формуле

 

где Мд - масса детали, кг

      Мз - масса заготовки, кг.

Определим предварительные размеры заготовок изготовленных двумя различными способами: заготовка из проката и заготовка из штамповки.

Заготовка из проката.

Диаметр проката определяется, исходя из диаметра наибольшего габаритного размера, прибавленного к нему общего припуска на механическую обработку 2Z0 .

Наибольшим габаритным размером в данной детали является поверхность - .

Обработка наружной цилиндрической поверхности  выполняется по следующему маршруту:

1. черновое точение
2. получистовое точение
3. точение чистовое
4. шлифование чистовое

По табличным данным назначим припуски на механическую обработку (таб.П1.1.[1]).

1. Диаметр вала после шлифования .
2. Номинальный операционный припуск на диаметр для шлифования детали  в центрах- 0,2мм.
3. Диаметр вала после чистового точения- (60+0,2)n7 = 60,2n7.
4. Номинальный операционный припуск на диаметр для чистового точения-0,25мм.
5. Диаметр вала после получистового точения- (60,2+0,25)n7= 60,45n7.
6. Номинальный операционный припуск на диаметр для получистового точения-0,45мм.
7. Диаметр вала после чернового точения- (60,45+0,45)n7= 60,9n7.
8. Номинальный операционный припуск на диаметр для чернового точения-2мм.
9. Расчетный диаметр вала заготовки- (60,9+2)n7= 62,9n7.

Общий припуск- 2 Z0= 2,9 мм

По ГОСТ2590-71([2]таб.62) предельные отклонения  по диаметру при обычной точности при диаметре детали 63мм: +0,5мм; -1,1мм.

Заготовка – горячая штамповка.

Способ получения заготовки- штамповка в открытых штампах.

Припуски и допуски  определяем по ГОСТ 7505-74.

Класс точности: Т4 [4](таблица19)

Группа стали: М2 [4](таблица1)

Удельный вес стали (µ)- 7,85 г/см3

Мд=0,3кг 

Масса поковки (расчетная): Gп= Мд·Кр=0,296·1,6= 0,474кг,                            где Кр- расчетный коэффициент) [4](таблица 20).

Размеры, описывающие поковку фигуры:

При определении размеров описывающей поковку геометрической фигуры допускается исходить из увеличения в 1,05 раза габаритных линейных размеров детали, определяющих положение ее обработанных поверхностей.

Диаметр- 60мм

60·1,05= 6,3 см – диаметр  описывающий поковку фигуры;

Длинна- 30мм

30·1,05=3,15 см- длинна описывающая поковку фигуры;

Масса описывающей фигуры(расчетная):

 

 

По отношению определяем степень сложности поковок- С2 [4](приложение 2).

Исходный индекс – 9 [4](таблица 9).

Определяем припуски [4](таблица 3):

Ø60 (с шероховатостью поверхности Ra 5)-1,4мм

Ø35,66 (с шероховатостью поверхности Ra 5)-1,3мм

Дополнительный припуск на смещение по поверхности разъема штампа-0,2[4](таблица 9).

Общий припуск:

2Zо= (1,4+0,2)·2=3,2мм – на Ø60

2Zо= (1,3+0,2)·2=3 мм – на Ø35,66

Размеры поковки:

Ø60мм: 60+3,2=63,2 принимаем мм

Ø35,66: 35,66+3=38,66 принимаем мм

Определим длину заготовок с помощью размерного анализа основанного на теории графов.

А= мм ;     Б=мм

 

 

Расчет массы заготовки и детали произведем в SolidWorks.

Расчет массы детали Рис.2.

Расчет массы заготовки из проката Рис.3.

Расчет массы заготовки из штамповки Рис.4.

Расчет КИМ для заготовки из проката:

 

где Мд = 0,3кг

      Мз= 0,88кг

Расчет КИМ для заготовки из поковок:

 

где Мд = 0,3кг

      Мз= 0,88кг

Для детали выбираем штампованную заготовку (Чертеж 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Разработка технологических  операций.

При определении общей последовательности обработки исходят из того, что сначала обрабатываются поверхности, которые будут использованы для установки заготовки на станке, затем — остальные поверхности в последовательности, обратной степени их точности: чем точнее должна быть обработана поверхность, тем позже она обрабатывается. Заканчивается обработка той поверхностью, которая наиболее точна и имеет наибольшее значение для детали. В конец маршрута часто выносят обработку легкоповреждаемых поверхностей.

Последовательность обработки:

005. Термическая.

010. Токарная.

- Установить и закрепить  деталь;

-подрезать торец Ø39, выдерживая размер L1;

-точить начерно поверхность Ø39 до Ø38,66g14, выдерживая размер L2;

-Открепить и снять  деталь.                              

Схема базирования:                

 

 

 

 

 

 

                                         

Рис.5.

Станок : токарный станок с ЧПУ 200НТ.

Оборудование: проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 (φ=90º). Штангенциркуль Гост166-89.

015. Токарная.

-Установить и закрепить  деталь;

-подрезать торец Ø63 , выдерживая размер L3;

-точить начерно поверхность Ø63 до Ø61,2n14 ;

-точить начисто поверхность Ø61,2n14 до Ø60,3n10 ;

-точить тонко поверхность Ø60,3n10 до Ø60n7 ;

-центровать торец Ø60n7 ;

-сверлить отверстие Ø19,5H12, выдерживая размер L4 ;

-развернуть отверстие Ø19,5H12 до Ø20H8 ;

-расточить отверстие Ø20H8 до Ø35g11, выдерживая размер L5 ;

-расточить начисто отверстие Ø35g11 до Ø36,15g8;

-расточить тонко отверстие Ø36,15g8 до Ø36,45g6.

-расточить канавку Ø40, выдерживая размер L6 ;

-расточить фаску 1×45º, выдерживая размер L7 ;

-нарезать резьбу М38×1,5 g6, выдерживая размер L5.

 Станок: токарный станок с ЧПУ 200НТ.

Оборудование: проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 и Т30К4(φ=90º), сверло спиральное для зацентровки под сверление(d=19), сверло спиральное из быстрорежущей стали Р6М5 (d=19,5 2φ=118º), развертка цилиндрическая из быстрорежущей стали Р6М5(φ=5º), расточной резец  из твердого сплава Т15К6(φ=90º), расточной упорный резец  из твердого сплава Т15К6(φ=90º), токарный резьбовой резец из твердого сплава Т15К6 для внутренней метрической резьбы (шаг1,5), токарный проходной отогнутый резец из твердого сплава Т15К6(φ=45º). Штангенциркуль Гост166-89, резьбовой калибр.