Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование развертки

Оглавление

Введение 2

1. ОБЩЕТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5

1.1. Назначение изделия, описание его конструкции. Технические требования к изготовлению изделия 5

1.2. Анализ технологичности изделия 7

1.3. Материал изделия, его состав и свойства. Режимы термообработки 8

1.4. Определение массы изделия 10

1.5. Определение типа производства и величины операционной партии 11

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 13

2.1. Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование 13

2.2. Формирование маршрута обработки детали 14

2.3. Выбор оборудования и оснастки 15

2. 3. Выбор технологических баз 18

2.4. Выбор технологической оснастки, режущего инструмента и контрольно - измерительных средств 18

2. 5 Назначение технологических схем обработки поверхностей 21

2.6. Расчет припусков и межоперационных размеров 23

2.6.1. Торцы 23

2.6.2. Рабочая часть 23

2.6.3. Хвостовая часть 29

2.7. Конструирование заготовки, определение ее массы, коэффициента использования материала и стоимости 32

2.8. Расчёт режимов резания и основного времени 35

2.8.1. Операция 005 Токарно-копировальная 35

2.8.2 Операция 025 Горизонтально-фрезерная 40

2.83. Операция 065 Круглошлифовальная 43

2.8.4 Операция 045 Заточная. 47

2.9.Расчёт норм штучного и штучно – калькуляционного времени 51

2.9.1.Операция 005 Токарно - копировальная 51

2.9.3 Операция 065. Круглошлифовальная. 53

2.9.2.Операция 025 Горизонтально – фрезерная 54

2.9.4 Операция 045 Универсально-заточная 56

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 59

3.1 Выбор и описание конструкции станочного приспособления 59

3.2 Расчет приспособления 60

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 61

ЛИТЕРАТУРА 62

Введение

Одним из главных элементов любого машиностроительного производства является инструментальная оснастка, обеспечивающая надёжность функционирования каждого отдельного станка и производственной системы в целом.

Роль инструментальной оснастки в условиях высокоавтоматизированного гибкого производства возросла так, что способна определить конструкцию и схему построения отдельных станков и систем.

В последние годы конструкции инструментов претерпели существенные изменения и основные отличительные особенности современных инструментов можно свести к следующим направлениям:

использовать в качестве режущих элементов механически закреплённых многогранных неперетачиваемых пластин, в результате чего гарантированна неизменность и оптимальность геометрических параметров, а также их точность;

применение малоразмерных инструментов в монолитном исполнении позволило распространить твердый сплав практически на все диапазоны размеров, а также использование их для резьбообработки и мелкомодульных зуборезных и других инструментов, ранее традиционно изготовлявшихся из быстрорежущей стали;

использование при изготовлении панели инструментов новых инструментальных материалов, а именно синтетических сверхтвердых материалов на основе нитрида бора;

применение одно- и многослойных износостойких покрытий, наносимых на твёрдые сплавы и быстрорежущие стали;

использование подвода СОЖ под высоким давлением непосредственно в зону резания и использование СОЖ для обратной транспортировки стружки, что позволяет повысить эффективность механообработки;

разработка различных модульных систем инструментов представляющих органическое сочетание групп режущих и вспомогательных инструментов, что позволяет повысить универсальность инструментов и автоматизацию производства, но возможности сократить число элементов в наборе и охватить как можно более широкий круг технических задач.

Значительно изменилась и технология изготовления самих инструментов в связи с появлением новых технологических процессов, а также конструктивным изменением инструментов. Основными технологическими направлениями развития инструментального производства являются:

широкое использование методов пластической деформации при получении заготовок инструментов (продольно-винтовой прокат, горячая экструзия и т.п.);

использование абразивного инструмента из синтетических алмазов и нитрида бора, позволяющие существенно снизить шероховатость режущих поверхностей и повысить их физико-механические свойства;

использование методов порошковой металлургии, в том числе, для получения биметаллического инструмента;

применение специальных высокоточных и высокопрочных абразивов в сочетании с эффективной высоконапорной системой обильного охлаждения и очистки охлаждающей жидкости создало возможность глубинного шлифования и вышлифовки стружечных канавок, резьб и т.п.;

автоматизация технологических процессов, применение автоматических загрузочных устройств, роботов, манипуляторов, автоматических линий, станков с ЧПУ;

концентрация и совмещение операций, применение высокоэффективной оснастки и групповой технологии;

внедрение новейших методов термической обработки, износостойких покрытий;

расширение области применения электрофизических и электрохимических методов обработки.

В курсовом проекте согласно заданию предусматривается разработка технологического процесса изготовления развертки. В проектируемом тех. процессе предполагается заменить ряд станков на более современные модели, применить приспособления с быстродействующими зажимами, что позволит повысить качество, снизить трудоемкость и себестоимость изготовления.

1. ОБЩЕТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Назначение изделия, описание его конструкции. Технические требования к изготовлению изделия

Развертка применяется для окончательной обработки отверстий с целью получения высокой точности и высокого класса шероховатости поверхности. Развертывание обеспечивает 6... 11 квалитет точности и шероховатость Rа=1,6... 0,4 мкм.

Развертка во многом напоминает зенкер; основное ее отличие от зенкера заключается в том, что она снимает значительно меньший припуск и имеет большее число зубьев - от 6 до 12. Режущая часть развертки расположена к оси под углом и выполняет основную работу резания.

Калибрующая часть служит для направления инструмента при работе, для калибрования отверстий и сохранения размера инструмента после его переточки. У развертки калибрующая часть состоит из двух участков: цилиндрического и конического, так называемого обратного конуса.

Обратный конус делается для уменьшения трения инструмента об обработанную поверхность и меньшего увеличения диаметра отверстия.

Развертка 2963-4081 является цельной с коническим хвостовиком и применятся для чистового точения.

Основные элементы развертки представлены на рис. 1.1

Рис. 1.1

А – Режущая часть;

Б – Калибрующая часть;

В – Шейка;

Г – Хвостовик конический;

Д – Лапка хвостовика.

Основные технические требования к изготовлению развертки:

Рабочая часть развертки изготовлена из стали Р6М5 с закалкой и отпуском до твердости 60... 64 HRCэ; хвостовая часть - из стали 40Х с закалкой и отпуском до твердости 35...40 HRCэ.
Допуск радиального биения зубьев относительно оси центровых отверстий

Квалитет обрабатываемых отверстий	6	7,8	9,10	11
Допуск радиального биения, мкм	8	10	12	16

3. Допуск радиального биения хвостовика развертки относительно оси центровых отверстий 0,015 мм .

4. Период стойкости Т=40 мин.

5. Предельные отклонения размеров конуса Морзе соответствуют степени точности АТ7.

6. Предельные отклонения размеров разверток:

общей длинны, длины хвостовика, длины рабочей части h16

диаметра хвостовика h9

7. Маркируется: обозначение инструмента и марка материала режущей части.

1.2. Анализ технологичности изделия

Технологичность изделия, определяющая трудоемкость его изготовления, оценивается по качественным показателям на основе анализа рабочего чертежа и технических требований.

Для анализа технологичности развертки рассмотрим следующие показатели: возможность рационального метода получения заготовки; использование типовых технологических процессов; наличие поверхностей, труднодоступных для обработки и т. п.

Режущая часть изготовлена из стали Р6М5, хвостовая часть - из стали 40Х. При выборе метода получения заготовки можно использовать рациональную типовую схему для стержневого составного инструмента. Она включает сварку заготовок для рабочей и хвостовой части. Это позволяет значительно сэкономить дорогую быстрорежущую сталь. Поэтому с точки зрения рационального метода получения заготовки достаточно технологичен.

Конструкция развертки позволяет использовать типовые этапы обработки для большинства поверхностей и элементов. Конический хвостовик может быть обработан по типовой схеме для хвостовиков Морзе с лапкой.

Показатели точности и шероховатости находятся в экономических пределах (7квалитет точности, шероховатость Rа=0, 4мкм); не требуется применения отделочных методов обработки: доводки, тонкого шлифования и т. п.

Возможна реализация принципа постоянства баз на основных операциях, для чего предусмотрены центровые отверстия с двух сторон. Формирование искусственных баз ( временных центров, шеек под люнет) не требуется.

Отсутствуют труднодоступные для обработки поверхности.

Возможно применение на основных операциях стандартного режущего, мерительного инструментов и оснастки.

Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что развертка является достаточно технологичным изделием.

1.3. Материал изделия, его состав и свойства. Режимы термообработки

Рабочая часть развертки изготовлена из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-80. Быстрорежущие стали широко применяются для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях значительного силового нагружения. и нагрева режущего лезвия инструмента. Высокие режущие свойства быстрорежущих сталей обеспечиваются благодаря легированию сильными карбидообразующими элементами: вольфрамом, молибденом, ванадием и не карбидообразующим хромом. Быстрорежущие стали приобретают после закалки и отпуска высокие твердость, прочность, износостойкость, теплостойкость, сохраняют режущие свойства во время работы при нагревании до 600... 650° С. Режущие инструменты, изготовляемые из этой стали, позволяют обрабатывать материалы с повышенными режимами резания: в 2... 4 раза выше, чем инструменты из углеродистой и легированной стали.

Хвостовая часть изготовлена из стали 40Х ГОСТ4543-80. Сталь 40Х относится к группе улучшаемых конструкционных легированных сталей.

Эти стали содержат от 0, 3 до 0, 45 % углерода и обычно подвергаются закалке с высоким отпуском. В результате происходит «улучшение», т. е. повышение их механических свойств — прочности и пластичности.

Применяется сталь 40Х для изготовления осей, валов, плунжеров, штоков, шпинделей, оправок и других улучшаемых деталей повышенной прочности и пластичности; в инструментальном производстве — для изготовления корпусов сборного инструмента и хвостовиков сварного инструмента.

Таблица 1.1 Химический состав и механические свойства стали

Марка стали	Содержание элемента, %							НВ	s_В
Марка стали	С	V	Мо	Si	Cr	W	Mn	НВ	МПа	кг/мм²
Р6М5	0,8... 0,88 8	1,7... 2,1	5,0... 5,5	0,4... 0,5	3,8...4,4	5,5... 6,5	0,4	255	920	92
40Х	0,37... 0,45	__	__	0,17... 0,37	0,8...1,2	__	0,5... 0,8	207	780	78

Таблица 1.2 Режимы термообработки

Марка стали	Температура закалки °С	Температура отпуска °С	Твердость после отпуска HRСэ
40Х	830-850	160-180	30... 40
Р6М5	1225-1235	550-560	62... 64

1.4. Определение массы изделия

Расчетная масса изделия ориентировочно определяется по формуле :

М_изд =V_общ×r, кг (1. 1)

где V_общ- общий объем изделия, определенный расчетным путем, мм³

r - усредненная плотность материала изделия, кг/мм³;

r=8×10^-6 кг/мм³

На рис. 1. 2 представлена развертка для определения объема

Рис. 1.2

Рабочая часть - цилиндр: Д=18 мм L₁= 20 мм

мм³

Шейка-цилиндр Д₂=13,8 мм L₂=80мм

мм³

Хвостовик - усеченный конус Д = 17,7 мм d = 14мм L = 64 мм

мм³

Лапка - призма а =16 мм b = 6.3 мм с = 10 мм

V₄=a×b×с=16×6.3×10 =1008 мм³

Общий объем развертки:

V=V₁+V ₂ + V_з+V₄= 5411+9567,7+16132+828=31548 мм ³

М_изд=31548×8×10^-6=0,252 кг

1.5. Определение типа производства и величины операционной партии

Для определения типа производства используем заданный годовой объем выпуска разверток и массу изделия.

По заданию годовой объем выпуска разверток составляет 1500 шт.; масса развертки » 0,252 кг.

Используя эти данные, устанавливаем тип производства среднесерийное [1,с.24,табя.3.1]

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, сравнительно большим объемом выпуска. Обработку ведут периодически повторяющимися партиями.

При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными приспособлениями. Также используют и специализированные станки и полуавтоматы.

В серийном производстве технологический процесс изготовления изделий преимущественно дифференцирован, т. е. расчленен на отдельные операции, выполняемые на определенных станках.

Количество изделий в партии для одновременного запуска определяем по формуле:

[2,с.22] (1.2 )

где N - годовой объем выпуска изделий, шт.

а - число дней, на которое необходимо иметь запас изделий

F -число рабочих дней в году.

В нашем случае: N = 1500 шт.

F = 250 дней

а = 60 дней

шт.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование

Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки. При выборе вида заготовки необходимо учитывать не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. Необходимо выбрать такой способ получения заготовки, который будет наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей.

Заготовку для оправки можно получить двумя способами: отрезкой от прутка и штамповкой. В нашем случае материал режущей части сталь Р6М5, диаметр Д = 18мм. Указанная сталь является дорогостоящей, поэтому по общим рекомендациям принимаем сварную заготовку: режущая часть сталь Р6М5, хвостовая — сталь 40Х. Обе части изготавливаем из круглого горячекатаного проката обычной точности (В) по ГОСТ 2590 -71.

Маршрутное описание заготовительного этапа:

1. Отрезка заготовки для рабочей части на абразивно - отрезном полуавтомате мод. 8В220.

2. Отрезка заготовки для хвостовой части на абразивно - отрезном полуавтомате мод. 8В220.

3. Протачивание шейки на рабочей части под сварку для создания одинаковых диаметров свариваемых заготовок.

4. Очистка заготовок в галтовочном барабане.

5. Сварка встык на полуавтомате мод. МФ-341 для сварки трением.

6. Отжиг заготовок.

7. Фрезерование торцов и центрование с двух сторон на фрезерно-центровальном полуавтомате мод. МР-77.

2.2. Формирование маршрута обработки детали

Операция 005. Точить хвостовик Морзе 2 и шейку по копиру; с поперечного суппорта - снять фаску под углом 8° на торце

Операция 010. Точить рабочую часть и заборный конус 15°

Операция 015. Маркировать

Операция 020. Фрезеровать лапку.

Операция 025. Фрезеровать стружечные канавки

Операция 030. Фрезеровать спинки зубьев под углом 80°

Операция 035. Калить и отпустить , очистить заготовки от окалины

Операция 040. Зачистить фаски центровых отверстий с двух сторон

Операция 045. Заточить зубья по передней поверхности

Операция 050. Шлифовать хвостовик предварительно

Операция 055. Шлифовать рабочую часть предварительно

Операция 060. Шлифовать заборный конус под углом 15°

Операция 065. Шлифовать хвостовик начисто

Операция 070. Шлифовать рабочую часть с обратной конусностью начисто

Операция 075. Заточить задние углы 8° с оставлением ленточки.

Операция 080. Заточить задние углы 8° наостро на заборной фаске 45°

2.3. Выбор оборудования и оснастки

Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования техпроцессов механической обработки является назначение технологических баз. От правильного решения данного вопроса в значительной степени зависят:

фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором;

правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей;

степень сложности и конструкция необходимых приспособлений, режущих и мерительных инструментов.

Выбранное оборудование и оснастку сводим в таблицу 2.2.

Паспортные данные станков

Токарно-копировальный полуавтомат мод. СИ-035

Размеры обрабатываемой заготовки, мм