Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Обробка деталі вісь

ЗМІСТ

Стор.

1 АНАЛІЗ ВИХІДНИХ ДАНИХ НА КУРСОВУ РОБОТУ

1.1 Службове призначення і вибір матеріалу деталі_______________

1.2 Аналіз якості поверхонь деталі_____________________________

1.3 Технічний контроль робочого креслення ____________________

1.4 Аналіз технологічності деталі______________________________

1.4.1 Якісний аналіз технологічності___________________________

1.4.2 Кількісний аналіз технологічності_________________________

2 РОЗРОБКА МАРШРУТУ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛІ

2.1 Вибір та аналіз діючого заводського чи типового технологічного процесу. Задачі проектування______________________________________

2.2 Техніко-економічне обґрунтування вибору заготовки__________ 2.3 Вибір і обґрунтування баз_________________________________

2.4 Вибір і обґрунтування послідовності обробки поверхонь________

2.5 Розробка маршруту обробки деталі__________________________

2.6 Аналітичний розрахунок припусків на циліндричну поверхню___

2.7 Вибір припусків на обробку і розрахунок міжопераційних розмірів_________________________________________________________

3 РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ОБРОБКИ ДЕТАЛІ

3.1 Розрахунок і вибір режимів різання__________________________

3.2 Нормування технологічних операцій_________________________

4 Вибір інструментів і пристосувань для контролю деталі______________

5 АЛЬБОМ ТЕХНОЛОГІЧНИХ КАРТ ______________________________

6 ЛІТЕРАТУРА__________________________________________________

7 ДОДАТОК_____________________________________________________

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка: с., рис., табл., 24 літературних джерела, альбом технологічних карт .

Об’єкт проектування – вісь, що входить до складу вагонетки. У першій частині проведено аналіз службового призначення деталі, вибрано матеріал, проаналізовані вимоги до якості поверхонь, виконано аналіз робочого креслення та визначена технологічність деталі.

У другій частині курсової роботи розроблено маршрут виготовлення деталі, який включає в себе:

- аналіз заводського технологічного процесу;

- проектування та вибір заготовки;

- вибір та обґрунтування баз;

- розробка послідовності обробки поверхонь;

- розробка маршруту обробки деталі.

Третя частина присвячена аналітичним розрахункам припусків на циліндричну поверхню, міжопераційних лінійних розмірів і припусків на обробку.

Заключна четверта частина містить закінчення розробки технологічного процесу обробки вісі через уточнення змісту технологічних операцій, розрахунку та вибору режимів різання, а також нормуванню технологічних операцій.

Графічна частина містить креслення заготовки, деталі і операційних ескізів.

Пояснювальна записка виконана з використанням САПР ТМ, а графічна частина – КОМПАС-2D.

1 АНАЛІЗ ВИХІДНИХ ДАНИХ НА КУРСОВУ РОБОТУ

1.1 Службове призначення і вибір матеріалу деталі

Деталь Вісь входить до складу колісних пар вагонеток. Вісь розташована в опорах і призначена для піддержання та забезпечення обертання деталей встановлених на ній. Вісь на відмінну від вала не передає обертаючий момент але також як і вал, передає радіальні та вісьові сили. Вісь може обертатися так і знаходитись у зафіксованому положенні. Аналіз вузла вказує на те, що на вісь встановлюються колеса вагонетки. В процесі експлуатації вісь зазнає радіального навантаження, удари, вібрації, абразивний знос, піддається впливу корозії, таким чином вона є навантаженою деталлю.

Сталь 45 застосовують при виготовленні деталей, які вимагають більш високої міцності, зносостійкості, працюючих без ударних навантажень. Із Сталі 45 виготовляють вали, штоки, фланці, втулки, та ін. Призначення матеріалу для даної деталі виконано вірно.

Хімічний склад сталі 45 та її замінників поданий у таблиці 1.1, механічні властивості сталі 45 її замінників у таблиці 1.2. Можлива сталь замінник Сталь 50, 50Г2 ГОСТ 4543-71.

Таблиця 1.1 – Хімічний склад сталі 40, 45, 50

	С	Si	Mn	S	P	Ni	Cr	Cu
Сталь 40	0.37 - 0.45	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	до 0.035	до 0.035	до 0.25	до 0.25	до 0.3
Сталь 45	0,42…0,5	0,17…0,37	0,5…0,8	до 0,04	до 0,035	до 0,3	до 0,25	до 0,25
Сталь 50	0,47…0,55	0,17…0,37	0,5…0,8	до 0,04	до 0,035	до 0,25	до 0,25	до 0,25

Таблиця 1.2 – Механічні властивості сталі 40, 45, 50

	, МПа	, МПа	, %	, %	, Дж/см²	Твердість НВ
не менше					, Дж/см²	Не більше
Сталь 40	340	580	19	45	60	187
Сталь 45	355	600	16	40	50	241
Сталь 50	315	570	17	38	39	240

Згідно технічних вимог до деталі вісь, передбачено на шийках вісі ∅40h6 зробити термообробку, а саме, гартування 42…47HRC₃.

Аналіз якості поверхонь деталі

Таблиця 1.3 - Аналіз якості поверхонь деталей

№ поверх.	Розмір, мм	Квалітет точністі	Допуск, мкм	Шорсткість, Ra	Відхилення
1	2	4	5	3	4
1	Торець ∅ 40	ІТ14	1550	6,3	Вільні пов.
2	Торець L 45	ІТ14	1550	1,6	Основні пов.
4	L18	ІТ14	1550	6,3	Вільні пов.
5-18	L5	ІТ14	1550	6,3	Вільні пов.
6-20	L30	ІТ14	1550	6,3	Допоміжні пов.
8-17	L40	ІТ14	1550	6,3	Виконавчі пов.
9-24	∅40	h6	1550	0,8	Основні пов.
10-21	R1,5	ІТ14	1550	6,3	Вільні пов.
11-23	∅50	h9	1550	3,2	Основні пов. радіальне биття 0,01
12-16	∅50	h12	1550	6,3	Вільні пов.
13-15	L580	ІТ14	1550	6,3	Вільні пов.
19-7	R0,5	ІТ14	1550	6,3	Вільні пов.
25	L20	ІТ14	1550	6,3	Вільні пов.
26	М8	7Н	1550	6,3	Вільні пов.
27	L5,5	ІТ14	1550	3,2	Виконавчі пов.
28	L14	14Н	1550	3,2	Виконавчі пов.

Основними базами є шийки Ø40h6 (поверхнні 9 и 24), на які насаджують

ся підшипники кочення і вони визначають положення вісі у просторі. Шийки під підшипники виготовляються з точністю 6 квалітета і шорсткістю Ra 0,8 мкм, що відповідає стандартним вимогам до таких посадок [7,31,32]. На ціх шийках передбачене радіальне биття 0,02.

Виконавчими поверхнями є шпонкові пази (пов. 8 та 17), їх шорсткість Ra 3,2 мкм. Вони слугують для зачеплення з наступною передачею обертання.

Допоміжними поверхнями є Ø50h9 (пов. 11-23) з шорсткістю Ra 3,2.

Базою деталі є вісь.

Інші поверхні є вільними і виконуються з точністю IT 14 і шорсткістю Ra 6,3 мкм., що відповідає стандартним вимогам.

1.3 Технічний контроль робочого креслення

На кресленні деталі «Вісь» представлена одним видом та двома поперечними перерізами, який пояснює розміри шпонкового паза та різьбові отвори. Це дає повне уявлення про форму деталі, так як деталь має форму тіла обертання.

На кресленні указані усі необхідні діаметральні розміри з посадками і квалітетами точності. Номінальні розміри діаметрів взяті з « Нормального ряда линейных размеров» .

Так як вісь має великі габаритні розміри, та на кінцевих шийках виконується термічна обробка, гартування.

Лінійні розміри проставлені ланцюговим та координатним методами і утворюють замкнені розмірні ланцюги. Допуски на лінійні розміри не указані і виконуються по 14 квалітету, про що свідчить запис на полі креслення.

Шорсткість указана на основних, виконавчих, допоміжних поверхнях. Вільні поверхні виготовляються по Ra 6,3, про що є відповідна запис в правому верхнєму куту креслення.

В технічних вказівках присутні вимоги до не вказаної точності та твердості деталі.

У штампі приведена назва деталі і її маса, марка матеріалу, вказано масштаб.

Таким чином, креслення виконано у повній відповідальності до вимог ЕСКД і має всю необхідну інформацію для повного уявлення про форму, розміри та якість деталі.

1.4 Аналіз технологічності деталі

1.4.1 Якісний аналіз технологічності

Деталь вісь відноситься до 72 классу, 6 підкласу і має конструкторський код 716411. Вона виготовляється з поковки штампованої. Деталь має достатньо розвинуті поверхні для її закріплення в процесі обробки.

Конструкторську класифiкацiйну характеристику деталі встановлюють, користуючись класифiкатором ЕСКД [1]. Клас 71 .

Клас 710000 - деталi тiла обеpтання типу кілець, дисків, шківів, блоків, втулок, стаканів, колонок, валів, вісей, штоків, шпинделів та ін.
Пiдклас 715000 - з L більше 2D з зовнішньою поверхнею циліндричною.
Група 715400 -без закритих уступів,двостороння,без зовнішньої різі.
Пiдгрупа 715410 - без центрових отворів.
Вид 715414 - з пазами на зовнішній поверхні,з отворами поза віссю деталі.

Отже констpуктоpський код має такий вигляд : 715414.

Деталь має просту конструкцію, що не перешкоджає вільному підводу і відводу ріжучого інструмента в процесі її обробки. Досягнення необхідної точності розмірів можливо на універсальних верстатах з використанням стандартних інструментів і оснащення. У деталі відсутні труднодоступні для обробки поверхні, тому вона є технологічно.

Жорсткість деталі нормальна при L/D=60/40=1,36 тому при обробці деталі на токарній операції необхідно закріпити її в трикулачковий патрон з використанням люнету та заднього центру. Вільна не спряжена поверхня має шорсткість Ra 6,3 мкм, що указує на роботу деталі при знакоперемінних навантаженнях (вібраціях).

Вісь виготовлена зі Сталі 45. Даній сталі властива задовільна оброблюваність лезвійним інструментом. Для чорнової обробки слід застосовувати різець з твердого сплаву Т5К10, для чистової Т10К6 або ВК8.

Виходячи з даного аналізу конструкції та вимог при обробці можуть виникнути деякі труднощі але деталь є технологічною.

1.4.2 Кількісний аналіз технологічності

1. Коефіцієнт використання матеріалу:

(1.1)

де: - маса деталі; – маса поковки.

Орієнтовану величину розрахункової маси поковки ( G_n. ) допускається визначати за формулою :

G_n= M_д · K_р, кг (1.2)

де G_n - розрахункова маса поковки, кг ;

М_д - маса деталi, кг ;

К_р - розрахунковий коефiциєнт, що встановлюється в вiдповiдностi з додатком 3 ( таблиця 20 ) ГОСТ 7505 - 89.

Кр = 1,3 - 1,4;

Приймаємо Кр = 1,3

Розрахункова маса поковки дорiвнює : = 14,2 ·1,3 = 18,46 кг.

Низьке значення коефіцієнта використання матеріала пояснюється великою масою вал-шестерні і вибором у якості загатовки поковки. Але для таких умов такий коефіцієнт допустимий.

Середня шорсткість:

, (1.3)

де n_і – число поверхонь відповідної чистоти.

Таблиця 1.4 – Шорсткість поверхонь

R_а, мкм

n_i

R_a•n_i, мкм

1,6

3,2

6,3

9,6

19,2

31,5

∑ n_i = 19

∑ R_a ּn_i = 60,3

– середні вимоги до шорсткості.

Середня точність:

IT_ср.= (1.4)

Таблиця 1.5 – Точність поверхонь

Квалітет точності, Т

n_i

T• n_i

∑ n_i = 7

∑ T ∙ n_i = 68

ІТ_ср=

6 – середні вимоги.

Коефіцієнт уніфікації:

К_ун.=

(1.5)

де Q_ун. – кількість уніфікованих типорозмірів конструктивних елементів;

Q_е. - кількість конструктивних елементів деталі.

Таблиця 1.6 – конструктивні елементи.

Назва поверхонь

Кількість поверхонь

Кількість уніфікованих поверхонь

Зовнішні циліндр. поверхні

Лінійні розміри

Фаски

Радіуси

Шпонкові пази

Всього

∑ 25

∑ 8

К_у.е. =

Виконавши якісній та кількісний аналіз на технологічність, виходячи з отриманого результату можна вважати що деталь є технологічною.

2 РОЗРОБКА МАРШРУТУ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛІ

2.1 Вибір та аналіз діючого заводського чи типового технологічного процесу

Типова послідовність обробки деталей підкласу „вал” взята із методичних вказівок до виконання практичної роботи «Маршрутний технологічний процес обробки деталі „вал”».

Так як деталь „вісь” має схожі геометричні параметри з деталлю „вал” можна в якості приклада використати даний типовий технологічний процес. Типова послідовність обробки деталей підкласу „вал” середніх розмірів

( L = 120 -1000 мм) в умовах середньо-серійного виробництва. Точність валу не перевищує ІТ6, шорсткість Ra0,8. Заготовка – прокат, матеріал – сталь 45 ГОСТ 1045.

Операція 005. Правильна. Правка прутка на правильно - калібровочних верстатах.
Операція 010. Розрізна. Розрізання прутка на заготовки необхідної довжини.

Операція 015.Т.О. Покращення.

Операція 020. Фрезерно-центрувальна. Використовуються верстати МР71-МР-76, А931, А932 та ін.. 1) Фрезерувати торці в розмір 1;

2) Свердлити центрові отвори 2.

5. Операція 020. Токарна. Використовуються універсальні токарно-гвинторізні верстати різних марок в залежності від діаметрів валу.

Установ А. 1.Точити шийки начорно з короткого краю. Установ В. 1. Переустановити деталь. 2.Точити шийки з другої сторони. (При обробці не жорсткого валу L ≥ 10d необхідно використати стаціонарний або рухомий люнет.)

Операція 025. Токарна з ЧПК.

Точити шийки 1,2,3... напівчисто, точити фаски, канавки, галтелі, точити шийки основних і допоміжних поверхонь чисто, нарізати різьбу. Обробка ведеться за два установи.

7. Операція 030- 040. На цій стадії обробки деталі виконуються фрезерні (фрезерування лисок), свердлильні, шпонково-фрезерні, шліцефрезерні, зубоф

резерні операції. При точності зубчастого вінця 6-7 класу проводиться шевінгування.

8. Операція 045. Т.О.. Сталь 45 після покращення, яке виконується до механічної обробки або після чорнової операції, може піддаватись поверхневому загартуванню зубчастих вінців, шліців або циліндричних поверхонь на ТВЧ, про що має бути запис на полі креслення.

9. Операція 050. Шліфування центрових отворів.

10. Операція 055-065. Шліфування шийок, шліцьових канавок, зубчастих вінців (при необхідності).

11. Операція 070. Контрольна.

Виходячи з представленого типового технологічного проце, можна вважати що для обробки деталі „вісь” його можна застосувати але змінити деякі операції: убрати операцію правильна, розрізна. Також на операції токарна, свердлильна та фрезерна, замість універсального обладнання можна примінити вертати з ЧПК, вони є більш продуктивними.

2.2 Техніко-економічне обґрунтування вибору заготовки

Виходячи з конфiгурацiї та типу виробництва заготовка може бути отримана двома методами :

1-штамповкою поковка на горизонтально-кувальній машині;

2-круглим некаліброваним прокатом.

Заготовки виготовлені штамповкою забезпечують розміри близькі до розмірів готової деталі за рахунок чого значно зменшуються витрати матеріалу. Крім того штамповка покращує механічні властивості металу, розташовуючи волокна паралельно осьовій силі Р_z.

Розрахункову масу поковки визначаємо виходячи з її номінальних розмiрiв.

2 Орієнтовану величину розрахункової маси поковки ( G_n. ) допускається визначати за формулою :

G_n= M_д · K_р, кг ( 2.1 )

де G_n - розрахункова маса поковки, кг ;

М_д - маса деталi, кг ;

К_р - розрахунковий коефiциєнт, що встановлюється в вiдповiдностi з додатком 3 ( таблиця 20 ) ГОСТ 7505 - 89.

Кр = 1,3 - 1,4

Приймаємо Кр = 1,3

Розрахункова маса поковки дорiвнює :

G_n= 14,2 ·1,3 = 18,46 кг. (2.2)

Клас точностi поковки встановлюємо в залежностi вiд технологiчного процесу i обладнання для її виготовлення [3] дод.1, табл.19.

Виходячи з виготовлення заготовки на горизонтально-кувальній машині, приймаємо клас точності поковки Т4.

Сталi 45 ГОСТ 1050-88 вiдноситься до групи сталi М2 - сталь з масовою долею вуглецю вище 0,35 до 0,65 % включно.

Ступiнь складностi залежить від співвідношення орієнтованої маси поковки Ж_п до масси фігури в яку вписана поковка Ж_ф

С1 –більше 0,63; С2 -0,32 до 0,63; С3 -0,16…0,32; С4 –більше 0,16.

3 Визначаю массу фiгури ( розрахункова ), яка описує поковку.

; (2.3)

, кг (2.4)

де, r - густина матеріалу заготовки, кг/ м³

r=7850 кг/ м³;

(2.5)

(2.6)

(2.7)

Масса фiгури ( розрахункова ), яка описує поковка

(2.8)

4 Визначаємо коефіцієнт ступеню складності

; (2.9)

Що відповідає ступiню складності С1.

5 Поверхня роз'єму штампу: П-плоска.

6 Для поковки вагою 22 кг, групи сталі М2, ступеня складності С1, класа точності Т4 вихідний індекс 14.

7 Загальний припуск визначається як сума основного і додаткових припусків на обробку:

(2.10)

Основні припуски на механічну обробку поковки визначаємо за таблицями в залежностi вiд вихiдного iндексу, шорсткостi поверхнi i лiнiйних розмiрiв.

Додаткові припуски:

П₁=0,4 мм.

Припуск на зігнутість:

П₂=1 мм.

Основний припуск П₀, призначається для кожного розміру індивідуально.

Призначення припусків, зручніше виконувати користуючись таблицею 2.1.

Таблиця 2.1

Діаметр, мм

Шорсткість поверхні,

мм

Загальний припуск на діаметр, мм

Діаметр розрахун- ковий,мм

Діаметр

прийняв-

тий,мм

Допуск

розмі-

ру,мм

6,3

1,6

0,8

2(2,0+0,4+1)=6,8

2(2,0 +0,4+1)=6,8

2(1,8+0,4+1)=6,4

66,8

56,8

46,4

Допуски на розмір визначаємо за таблицею 2.2.

Таблиця 2.2

Довжи-на, мм

Шорсткість поверхні,

мм

Загальний припуск на поверхню, мм

Довжина розрахун- ковий,мм

Довжи

на прий-

нята,мм

Допуск

розмі-

ру,мм

860

580

6,3

1,6

6,3

1,6

2(3,2+0,4+1)=9,2

2(3+0,4+1)=8,8

2(2+0,4+1)-(2+0,4+1)=3,4

869,2

588,8

98,4

48,4

870

589

5. Об'єм заготовки V визначаємо як алгебраїчну суму об’ємів простих геометричних тiл на якi можна умовно розбити конфiгурацiю заготовки.

; (2.11)

де V₁ - об'ем простої фігури,м³

(2.12)

;

6. Масса штамповки:

кг. (2.13)

7. Визначаю коефіцієнт використання матеріалу

(2.14)

де m_д- маса деталі,кг

m_з - маса заготовки,кг

8. Визначаю вартість заготовки

(2.15)

Де В_м –вартість 1 кг. матеріалу деталі (штампованої);

В_від –вартість 1 т. стружки;

В_м=4,2 грн.;

В_від=161 грн..

Визначення величини припусків на механічну обробку заготовку з прокату

Виготовлення заготовки круглим некаліброваним прокатом .

1 Дiаметр проката визначаю виходячи з найбільшого діаметра деталі Æ60h14, додаючи до нього загальний припуск на механiчну обробку. Параметр шорсткостi даної поверхнi на механiчну обробку, Ra=6,3 мкм.

2 Технологічний маршрут обробки даної поверхнi складається з двох операцій:

1) Чернове точiння П1=5,5 мм;

2) Чистове точіння П2=2,5 мм;

3 Визначаю загальний припуск на обробку

(2.16)

3 Визначаю діаметр прокату

(2.17)

4 По розрахунковому дiаметру прокату, вибираємо необхiдний розмiр сортового прокату звичайної точностi за ГОСТ 2590 - 71.

Для сталі гарячокатної, груглої, звичайної якості = 68

5 Визначаємо довжину заготовки з прокату

Lп = Lд + 2Пзаг.,мм (2.18)

Lп = 860 + 6 = 866 мм

6 Об'єм заготовки визначаємо за позитивними допусками за формулою:

Обробка деталі вісь 📙 Курсовая → 🆔 145913