Проектирование конструкции станочного приспособления для обработки детали «Вал»
Подп. и дата |
|
Инв. № дубл. |
|
Взам. инв. № |
|
Подп. и дата |
Инв. № подл. |
Инв. № подл. |
Подп. и дата |
|
Инв. № дубл. |
|
Взам. инв. № |
|
Подп. и дата |
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
- Общая часть 3
- Описание конструкции и условий эксплуатации детали. 3
1.1.1 . Назначение и конструкция детали 3
1.1.2. Технические требования
1.1.3. Материал детали 4
- Анализ технологичности детали. 5
- Технологическая часть 10
- Обоснование заданного типа производства. 10
- Выбор и обоснование метода получения заготовки и расчет
заготовки с чертежом заготовки. 10
- Разработка проектируемого технологического процесса. 12
- Технические условия на изготовление детали и методы
их обеспечения. 12
- Выбор технологического оборудования и технологической
оснастки. 12
- Разработка маршрутного технологического процесса. 16
- Разработка операционного технологического процесса. 16
- Определение операционных припусков и межоперационных
размеров. 16
- Обоснование выбора баз. 23
- Расчет режимов резания и норм времени. 25
- Техника безопасности и охрана окружающей среды. 27
- Библиографический список. 30
Введение
Совершенствование технологических процессов производства оборудования и их автоматизация обеспечивают высокую однородность выпускаемого оборудования. Это повышает его показатели надежности и уменьшает дисперсию времени возникновения отказов. Большая интенсивность отказов в начале эксплуатации оборудования объясняется скрытыми дефектами деталей и узлов. Таких деталей и узлов будет значительно меньше при совершенных технологических процессах производства оборудования и при его полной автоматизации. Однако насколько бы совершенны ни были технологические процессы производства и их автоматизация возможны отклонения качества продукции от требуемого по ряду закономерных или случайных причин, приводящих к нарушению нормального технологического процесса. Статистический контроль качества, проводимый при производстве деталей, узлов и единиц оборудования непрерывно, позволяет выявить эти причины, повлиять должным образом на технологический процесс и отбраковать дефектную продукцию, а следовательно, добиться высокой надежности и однородности выпускаемого оборудования.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1.Описание конструкции и условий эксплуатации детали.
- чертёж детали “ Вал ”.
-тип производства (среднесерийное)
- заготовка- прокат
1.1.1 . Назначение и конструкция детали.
Назначение – деталь «Вал» отображает деталь тела вращения, которую устанавливают в подшипники.
Деталь является многоступенчатой, с фасками и канавками. Имеет два центровочных отверстия в одном из которых нарезана резьба.
Представляет собой вал с габаритными размерами: максимальный диаметр 36 мм, длина 206* мм.
1.1.2. Технические требования
Технические требования предъявляемые к детали:
1.1.3. Материал детали
Данные по материалу детали.
Таблица 1.1. –Характеристика материала Ст45
Марка: |
45 |
Классификация: |
Сталь конструкционная углеродистая качественная |
Применение: |
Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность. |
Таблица 1.1- Химический состав, %
Таблица 1.2. -Химический состав материала Сталь 45 ГОСТ 1050-88
С |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Mo |
Сu |
As |
0.42 - 0.5 |
0.17 - 0.37 |
0.5 - 0.8 |
До 0.03 |
до 0.04 |
до 0.035 |
до 0.25 |
0.4-0.6 |
до 0.3 |
до 0.08 |
1.2. Анализ технологичности детали.
Технологичная конструкция позволяет экономить затраты труда, повышать точность, использовать высокопроизводительное оборудование, оснастку и инструменты, экономить энергию. Чем более технологичной оказывается конструкция, тем совершеннее и дешевле будет ее производство. От правильного выбора заготовки зависит трудоемкость и себестоимость обработки. При выборе заготовок учитывают материал, форму, размер и массу детали, точность размеров, припуски на обработку, масштаб производства и периодичность повторения.
Согласно стандартам ЕСТПП 14.201-83 и др. технологичность детали оценивается следующими коэффициентами: 1. Коэффициент унификации конструкции элементов детали Куэ = Qуэ/Qэ (2.5)
где Оуэ - число унифицированных типоразмеров и конструктивных элементов (резьбы, отверстия, фаски, шлицы, зубья и т.п.) Оэ - общее число типоразмеров конструктивных элементов в изделии.
При Куэ > 0.6 деталь относится к технологичным.
Коэффициент точности Кт = 1- 1/Аср (2.6)
где Аср - средний квалитет точности обработки При Кт < 0.8 деталь относится к весьма точным изделиям.
Коэффициент шероховатости Кш. Кш = 1/Бср (2.7)
Бср =(1*n1+2*n2+3*n3+12*n12)/(n1+
где Бср - средний класс шероховатости (ГОСТ 2789-73) - Приложение 8 n1, n2, .... ni - число поверхностей соответствующего класса шероховатости.
При Кш >0, 16 изделие относится к труднообрабатываемым
Таблица №3 Таблица для расчета коэффициентов технологичности детали «Вал»
№ |
Наименование |
Квалитет |
Пар.Шерох |
Вид.обр |
Ст.Униф |
1,12 |
Торец |
9 |
3,2(5) |
Фрезерование черновое |
униф |
2 |
Поверхность Ø20 |
6 |
0,8(8) |
Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
униф |
3 |
2 канавки |
9 |
3,2(5) |
Точение черновое Точение чистовое |
униф |
4 |
Поверхность Ø30 |
8 |
1,6(6) |
Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
униф |
5 |
Поверхность Ø35 |
8 |
1,6(6) |
Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
Униф |
6 |
3 фаски |
14 |
12,5(3) |
Точение черновое |
Униф |
|
7 |
Поверхность Ø35 |
14 |
12,5(3) |
Точение черновое |
Униф |
|
8 |
Паз Ø28 |
10 |
6,3(4) |
Фрезерование черновое |
Униф |
9 |
Поверхность Ø36 |
9 |
3,2(5) |
Точение черновое Точение чистовое |
Униф |
10 |
Поверхность Ø26 |
6 |
0.8(8) |
Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
Униф |
11 |
Поверхность Ø25 |
9 |
3.2(5) |
Точение черновое Точение чистовое |
Униф |
0,9≥0,6 (При Куэ > 0.6 деталь относится к технологичным.)
0,2≥0,16 (При Кш >0, 16 изделие относится к труднообрабатываемым)
Таблица №4 Конструкторско-технологический код детали «Вал»
Код |
Пояснение и результаты анализа |
Конструкторский код детали СПТК 71.5633.013 | |
СПТК |
Код организации разработчика |
71 |
детали-тела вращения |
5 |
Подкласс деталей L/D>2, цилиндрическая |
6 |
с закрытыми уступами, без наружной резьбы |
3 |
с центральным глухим отверстием с одной или двух сторон, с резьбой |
3 |
без кольцевых пазов на торцах, с пазами и шлицами на наружной поверхности, без отверстий вне оси детали |
013 |
Регистрационный номер |
Технологический код детали 7Е20442443450Г | |
7 |
Наибольший наружный Ø36 |
Е |
Длина детали 206 |
2 |
Диаметр центрального отверстия детали 8 |
04 |
Стали углеродистые с предельным содержанием углерода С=0,45% |
4 |
Обрабатываемая резанием |
24 |
Штамповка, объемная , некалиброванная |
4 |
Кватитет 6 |
3 |
Квалитет 11 |
4 |
Ra 0,8 |
5 |
Допуск параллельности |
0 |
Без термической обработки |
Г |
mдет.=9,006 кг |
СПТК 71.5633.013; 7Е20442443450Г |
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
2.1.Обоснование заданного типа производства.
Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций:
Кзо=О/Р (2.9)
где О - число различных технологических операций, выполняемых в течении месяца, Р - число рабочих мест. В массовом и крупносерийном производстве
1<Кзо<10,
Кзо=10/2=5
2.2. Выбор и обоснование метода получения заготовки.
Валы изготовляют из штучных заготовок, отрезанных от горячекатаного или холоднотянутого прутка, а так же из заготовок, получаемых штамповкой, поперечным прокатом или ротационным обжатием. Выбор заготовки должен быть обоснован.
Вал изготавливается из материала – Сталь 45. Для выбора подходящего способа получения заготовок необходимо провести анализ химического состава материала и его механических свойств.
Химический состав стали 45 - содержание компонентов, % (максимум)
Выбор метода получения исходной заготовки определяется типом производства, экономическим факторами и техническими возможностями производства.
В массовом и крупносерийном производстве валы изготовляют из штучных заготовок, обеспечивающих эффективное использование металла и значительное сокращение трудоемкости механической обработки.
Заготовку, получаем прокатом.
Расчет массы заготовки
1 . Исходные данные по детали
1 .1 . Материал – Сталь 45
1 .2 . Масса детали – 1,081 кг.
2 . Исходные данные для расчета
2 .1 . Масса прутка (расчетная) – 1,621 кг:
расчетный коэффициент K p - 1 ,5 ;
1,081 × 1,5 = 1,621 кг.
Расчет массы детали
V1 = мм2=1,406 см3
V2 = мм2=6,868 см3
V3 = мм2=0,942 см3
V4 = мм2=26,533 см3
V5 = мм2=0,03 см3
V6 = мм2=2,44 см3
V7 = мм2=0,896 см3
V8 = мм2=31,733 см3
V9 = мм2=2,441 см3
V10 = мм2=21,115 см3
V11 = мм2=2,049 см3
V12 = мм2=40,270 см3
V13 = мм2=0,895 см3
V14 = мм2=4,7 см3
Vдетали = (V2+V3+V4+V5+V6+V8+V9+V10+V11+
2.3. Разработка проектируемого технологического процесса.
Эволюция качества развивалась одновременно с возникновением товара и услуг. По мере развития производственных процессов, изменялось и отношение к качеству. В средние века мастерские ремесленников объединялись в цехи. Каждый из них имел свой устав, по которому продукция должна изготавливаться по определённому образцу, из хорошего сырья. Важнейшим показателем качества является точность параметров изготовления деталей. С использованием ЭВМ становится возможным решить проблему автоматизации разработки ТП, обеспечив выполнение всех требований чертежа детали с минимальными затратами труда и издержками производства, используя при этом высокопроизводительное оборудование с ЧПУ
2.3.1.Технические условия на изготовление детали записаны в пункте 1.1.2. Выбор технологического оборудования и оснастки.
2.3.2. Выбор технологического оборудования и оснастки.
2.З.2.1. Выбор оборудования.
Операция 010
Фрезерно-центровальный станок МР-71 – давно используемое оборудование, на котором осуществляется мех.обработка изделий с достаточно высоким показателем точности (от 8 до 12 квалитетов). Такой агрегат способен работать с заготовками длиной до 50 и сечением до 12,5 сантиметров (минимальная длина – 20, сечение – 2,5 сантиметров). Станки МР-73 и МР-75 по своим техническим характеристикам и конструкции идентичны МР-71.
Операция 015-020
Токарно-винторезный станок модели 16К20 принадлежит к категории универсального оборудования для обработки деталей из металла. Его характеристики, конечно, не позволяют заменить им фрезерное оборудование, но дают возможность использовать его для выполнения целого перечня специализированных операций. К таким операциям, в частности, относятся нарезание резьбы различного типа (метрической, дюймовой, модульной, питчевой), сверление, зенкерование и другие виды токарной обработки.
Операция 025
В 6Р82 шпиндель не изменяет своего положения во время обработки металлических изделий, он постоянно располагается горизонтально. При этом его рабочий стол допускается разворачивать вертикально вдоль оси, перпендикулярной по отношению к оси шпинделя. За счет этой возможности станок становится более функциональным.
Операция 035-040
Станки модели 3е12 предназначены для наружного и внутреннего шлифования цилиндрических, конических поверхностей, требующих высокой точности размеров. Детали должны быть предварительно отшлифованы. Применяется в условиях единичного и мелкосерийного производства.
2.3.2.2. Выбор технологической оснастки
010.Фрезерно-центровальная
Тиски пневматические ГОСТ 16518-96
015.Токарно-винторезная
Патрон 7102-0058 ГОСТ 24351-80
020. Токарно-винторезная
Патрон 7102-0058 ГОСТ 24351-80
025 Горизонтально-фрезерная
Тиски 7200-0251 ГОСТ 21168-75
035 Кругло-шлифовальная
Центра ГОСТ 13214-79
040 Кругло-шлифовальная
Центра ГОСТ 13214-79
2.3.2.3. Выбор режущего инструмента.
010.Фрезерно-центровальная
- Фреза Р6М5 ГОСТ 166-89
- Отв. Центр. А3.15 ГОСТ 14043-74
015. Токарно-винторезная
- Резец ВК6 ГОСТ 18879-73
- Резец Р6М5 ГОСТ 18868-73
- Резец Т14К8 ОСТ 2И10-8-84
020. Токарно-винторезная
- Резец ВК6 ГОСТ 18879-73
- Метчик ГОСТ 17927-72
- Резец Т14К8 ОСТ 2И10-8-84
025. Горизонтально-фрезерная
- Фреза ‡8, z=2 Т15К6 ТУ 2-035-782-80
035. Кругло-шлифовальная
- Круг 1 150х25х32 14А 80-П СТ К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83
035. Кругло-шлифовальная
- Круг 1 150х25х32 14А 80-П СТ К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83
2.3.2.4. Выбор измерительного инструмента.
010.Фрезерно-центровальная
- Штангенциркуль ШЦЦ-Т-I-250-0,01 ГОСТ 166-89
015. Токарно-винторезная
- Штангенциркуль ШЦ-Т-I-150-0,05 ГОСТ 166-89
020. Токарно-винторезная
- Штангенциркуль ШЦ-Т-I-150-0,05 ГОСТ 166-89
- Пробка ГОСТ 17757-72
025. Горизонтально-фрезерная
- Глубиномер Г И-100 ГОСТ 7661-67
035. Кругло-шлифовальная
- Микрометр МРИ 2000-0,01 ГОСТ 4381-87
035. Кругло-шлифовальная
- Микрометр МРИ 2000-0,01 ГОСТ 4381-87
Выбор и обоснование метода получения заготовки.
Таблица №5 Оборудование и технологическая оснастка по операциям.
Операция |
Наименование станка |
Приспособление |
Режущий инструмент |
Измерительный инструмент |
Фрезерно-центровальная |
МР-71 |
Тиски пневматические ГОСТ 16518-96 |
Фреза Р6М5 ГОСТ 166-89 Отв. Центр. А3.15 ГОСТ 14043-74 |
Штангенциркуль ШЦЦ-Т-I-250-0,01 ГОСТ 166-89 |
Токарно-винторезная |
16к20 |
Патрон 7102-0058 ГОСТ 24351-80 |
Резец ВК6 ГОСТ 18879-73 Резец Р6М5 ГОСТ 18868-73 Резец Т14К8 ОСТ 2И10-8-84 |
Штангенциркуль ШЦЦ-Т-I-250-0,01 ГОСТ 166-89 |
Токарно-винторезная |
16к20 |
Патрон 7102-0058 ГОСТ 24351-80 |
Резец ВК6 ГОСТ 18879-73 Метчик ГОСТ 17927-72 Резец Т14К8 ОСТ 2И10-8-84 |
Штангенциркуль ШЦЦ-Т-I-250-0,01 ГОСТ 166-89 Пробка ГОСТ 17757-72 |
Горизонтально-фрезерная |
6Р82 |
Тиски 7200-0251 ГОСТ 21168-75 |
Фреза ‡8, z=2 Т15К6 ТУ 2-035-782-80 |
Глубиномер Г И-100 ГОСТ 7661-67 |
Кругло-Шлифовальная |
3е12 |
Центра ГОСТ 13214-79 |
Круг 1 150х25х32 14А 80-П СТ К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83 |
Микрометр МРИ 2000-0,01 ГОСТ 4381-87 |
Кругло-Шлифовальная |
3е12 |
Центра ГОСТ 13214-79 |
Круг 1 150х25х32 14А 80-П СТ К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83 |
Микрометр МРИ 2000-0,01 ГОСТ 4381-87 |
2.3.3. Разработка маршрутного технологического процесса
Таблица №6 Маршрут обработки (шлифовальной нету х2, и горизонтально-фрезерной)
№ |
Операция |
Оборудование |
||
Наименование |
Код |
Наименование |
Код | |
005 |
Заготовительная |
4280 |
||
010 |
Фрезерно-центровальная |
4261 |
Станок вертикально-фрезерный 6520К |
381825 |
015 |
Токарно-винторезная |
4234 |
16К20 |
381611 |
020 |
Токарно-винторезная |
4234 |
16К20 |
381611 |
025 |
Горизонтально-фрезерная |
4268 |
6Р81Ш |
381631 |
030 |
Слесарная |
0108 |
Верстак |
|
035 |
Круглошлифовальная |
4131 |
3У120А |
381311 |
040 |
Круглошлифовальная |
4131 |
3У120А |
381311 |
030 |
Помывочная |
0130 |
Ванна |
|
035 |
Контрольная |
0200 |
Стол контролера |
|
040 |
Сдаточная |
0108 |
Склад |
2.4. Разработка операционного технологического процесса.
2.4.1. Расчет припусков.
Согласно заданию на курсовой проект, припуски на все операции и переходы определяются справочным методом по справочникам.
Таблица №7 Форма для расчета припусков, допусков и промежуточных размеров по технологическим переходам при справочном методе расчета.
Поверхность, операции и переходы |
Припуск на обработку, мм |
Расчетный размер, мм |
Допуск, мкм |
Поверхность 206 Заготовка Фрезерование черновое |
1,5+1,5 |
209 206 |
H16(1900) H14(740) |
Поверхность Ø25 Заготовка Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
1,2 0,25 0,1 |
26,55 25,35 25,1 25 |
H16(1300) H14(520) H10(84) H7(21) |
Поверхность Ø26 Заготовка Точение черновое |
1,2 |
27,2 26 |
H16(1300) H14(520) |
Поверхность Ø 30 Заготовка Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
1,2 0,25 0,1 |
31,55 30,35 30,1 30 |
H16(1300) H14(520) H10(84) H7(21) |
Поверхность Ø 35 Заготовка Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
1,2 0,3 0,1 |
36,6 35,4 35,1 35 |
H16(1600) H14(620) Н10(100) H7(25) |
Поверхность Ø 36 Заготовка Точение черновое |
1,2 |
37,2 36 |
H16(1600) H14(620) |
Поверхность Ø 20 Заготовка Точение черновое Точение чистовое Шлифование |
1,2 0,25 0,1 |
21,45 20,25 20,1 20 |
H16(520) H14(210) Н10(84) H7(21) |
Расчетно-аналитический метод определения припусков.
Рисунок 4.1 – Деталь «Фланец»
Контрольный пример
Деталь – Вал.
Заготовка – штамповка
Масса заготовки – 9,006 кг.
Материал – сталь 45 ГОСТ 1050-88
Таблица 4.1 – Данные для расчета величины припуска расчетно-аналитическим методом
Расчетная поверхность, вид обработки |
Элементы припуска |
Расчетный припуск |
Расчетный размер |
Допуск |
Пред. Размер |
Пред. Значение припуска | |||||
Rzi-1 |
hi-1 |
Ei-1 |
max |
min |
max |
min | |||||
мкм |
мкм |
мкм |
мкм |
мкм |
мм |
мкм |
мм |
мм |
мкм |
мкм | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Поверхность Ø25е8 |
|||||||||||
Заготовка |
27,666 |
1800 |
29,47 |
27,67 |
|||||||
Черновое точение |
160 |
200 |
640 |
450 |
2285 |
25,381 |
210 |
25,59 |
25,38 |
3880 |
2290 |
Чистовое точение |
50 |
50 |
38,4 |
27 |
294 |
25,087 |
130 |
25,22 |
25,09 |
370 |
290 |
Шлифование |
25 |
25 |
- |
30 |
160 |
24,927 |
33 |
24,96 |
24,927 |
260 |
163 |
