Проектирование специального приспособления. 2

Содержание

1. Задание на проектирование

Целью данного курсового проекта является углубленное  изучение  технологии производства и проектирование технологического процесса обработки заданной детали.

Для каждой операции представлять модель станка, тип инструмента и приспособления, номера и содержания переходов, режущий инструмент и режимы обработки.

Для мелкосерийного производства оформить альбом технологических эскизов. В  альбоме на листах формата А4 должны оформляться: титульный лист; маршрутная карта; операционная карта для всех операций; карты операционных эскизов.

Также необходимо начертить сборочный  чертеж приспособления со всеми необходимыми видами и разрезами. А также выполнить  деталировку всех деталей, не входящих в число нормализованных.

В процессе проектирования осуществлялась работа с руководителем, применялась различная справочная литература. Знания, полученные на курсах, «Оборудование машиностроения», «Технология конструкционных материалов», «Технологические процессы и производства в машиностроении» были проанализированы и применены в процессе выполнения курсового проекта.

Для выполнения чертежей, спецификаций и эскизов применялась система  КОМПАС-3D V10.

2. Определение типа производства

Технология изготовления деталей  в значительной степени зависит  от типа производства. Следовательно, на начальной стадии проектирования необходимо установить тип производства данной детали, учитывая её массу и размер годового выпуска.

Для определения массы детали её необходимо разбить на элементарные фигуры, в данном случае это будут  цилиндры I, II, III, VI  (рис.1). Размерами фасок, пазов, отверстий можно пренебречь.

Масса детали определяется по формуле

 – объем детали, дм³

  – удельная плотность  стали, равная 7,8 .

Определим объём детали по формуле:

Тогда формула для определения  объёма будет выглядеть так:

Объём детали равен:

По известным величинам определим  массу детали:

.

      В соответствии с заданием годовая программа выпуска равна 5000 шт. С учетом годовой программы и массы детали определяется тип производства в соответствии с табл. 1. Для рассматриваемого варианта производство является среднесерийным.

Таблица 1.

Зависимость типа производства от объёма выпуска и массы

Известно, что серийное производство характеризуется запуском деталей  в производство партиями. Эту величину можно определить по следующей формуле:

N – годовой объём производства,

 а – коэффициент, равный а=3 для среднесерийного производства при средних деталях,

260 – число рабочих дней в  году при пятидневной рабочей  недели.

Тогда объём партии составит:

Принимаем:               n =58шт.

1. Проработка чертежа детали на технологичность

При осуществлении технологии механической обработки деталей класса «ВТУЛКИ  и ДИСКИ» необходимо решить следующие  технологические задачи:

• обеспечить необходимую точность размеров и шероховатость наружных и внутренних цилиндрических поверхностей;
• обеспечить необходимую точность размеров длин и шероховатость торцевых поверхностей;
• обеспечить необходимую концентричность (соосность) наружных и внутренних цилиндрических поверхностей;
• обеспечить необходимую перпендикулярность торцевых поверхностей относительно общей оси цилиндрических поверхностей.

Учитывая конструктивные особенности  заданной детали (диск со ступенчатой  наружной поверхностью) технологию её обработки строим по схеме изображенную на рисунке № 2.

1. используя в качестве баз необработанные (черные) наружную цилиндрическую поверхность 10  и торец 11 готовим технологические базы для дальнейшей обработки – обрабатываем наружную цилиндрическую поверхность 5, 7, (обе окончательно) и торец 1, 6 (обе окончательно) а также внутреннюю цилиндрическую поверхность 13;
2. используя подготовленные технологические базы (обработанную поверхност1 и необрабатываемую поверхность 6) выполняем за один установ обработку оставшихся наружных торцевых поверхностей;
3. Обработку отверстий 8,15,16,17 и нарезания резьбы 18 выносим в отдельную операцию;
4. Производим окончательную обработку отверстия 13 а также наружную цилиндрическую поверхность 5.

2. Выбор вида заготовки и метода её получения

При выборе вида заготовки и метода ее получения учитываем следующие  ограничивающие факторы:

• материал детали – сталь 50 (качественная конструкционная сталь с содержанием углерода 0,5%);
• конфигурацию детали – диск со ступенчатой наружной цилиндрической поверхностью и гладким сквозным отверстием;
• тип производства – среднесерийный. В этих условиях экономичнее иметь заготовку, форма которой максимально приближена к форме готовой детали, что сведет к минимуму обработку резанием и отходы в стружку.

с учетом перечисленных ограничений  наиболее подходящим видом заготовки  является поковка, изготовляемая методом горячей штамповки.

Метод получения штамповки (исходную заготовку, технологию и оборудование) выбираем с учетом рекомендаций справочника  технолога [2] табл.12 (стр.165) и табл.10 (стр.162) и ГОСТ 7505 – 89 (приводятся фрагменты  таблиц):

 Табл. 10

Точность поковок по ГОСТ 7505 – 89 табл. 19

• заготовку получаем методом горячей объемной штамповки в открытых штампах на кривошипном горячештамповочном прессе;
• исходная заготовка – мерные куски проката;
• класс точности поковки Т5 по гост 7505 – 89.

3. Определение общих припусков, допусков и номинальных размеров исходной заготовки

1.   Определение исходного размера  

Исходные данные для определения  припусков по ГОСТ 7505 – 89:

В нашем случае:

• класс точности поковки – Т4 (кривошипные горячештамповочные прессы, открытая штамповка);
• группа стали – М2(сталь 50 – качественная конструкционная сталь с содержанием углерода 0,5%) ;
• степень сложности – С2, так как

масса поковки:  

где М _п.р – расчетная масса поковки, кг;

М _д – масса детали, кг;

К _р – расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствии источника [2] табл. П.3.1.

Тогда масса поковки будет иметь следующее значение:

т.е. степень сложности С2;

• конфигурация поверхности разъема штампа – плоская П.

Исходный индекс по известным группе стали, степени сложности и классу точности поковки определяется из источника  [2] табл. П.3.5. В данном случае он будет равен 16.

2. Определение основных припусков

В соответствии с источником [2] табл. П.3.6. по определенному ранее исходному индексу и шероховатостей поверхностей детали определяются припуски на поверхности исходной заготовки.

Результаты выбора оформляются в виде табл. 3?

4. Таблица 3?

Поверхности  3 – 3, 10 – 10 и 4 являются не обрабатываемыми.

3. Определение дополнительных общих припусков и размеров заготовки

В зависимости  от массы и класса точности поковки  назначаются следующие дополнительные припуски на поверхности заготовки:

смещение по поверхности  разъема штампа ([2] табл.3.7) – 0,5 мм (и устанавливаются в зависимости от класса точности (Т4) и массы поковки (21,44 кг)) для диаметральных размеров;

отклонение от плоскостности ([2] табл.3.8) – 0,5 мм (устанавливаются в зависимости от класса точности (Т4) и наибольшего размера заготовки) для линейных размеров.

Общие припуски и конечные размеры заготовки представлены в табл.4?

4. Назначение допусков, предельных отклонений и определение размеров исходной заготовки

Для исходного индекса 16 назначаем допуски и предельные отклонения опираясь на источник [2] табл. П.3.9. ГОСТ 7505 – 79. Итоговое решение по размерам заготовки оформляем в виде таблицы, с указанием номинального размера (округляется с точностью до 0,5 мм), допуска, предельных отклонений и среднего размера.

Принятые размеры исходной заготовки:

Таблица 5?

4. Определение этапов и выбор методов обработки заготовки

В зависимости от требований к точности и шероховатости каждой поверхности  детали определяем необходимое число  этапов обработки. Для принятия решений  пользуемся табл. 6?

Таблица 6

При выборе методов обработки по каждому этапу учитываем:

• конструктивные особенности детали и обрабатываемой поверхности;
• возможности метода обеспечить требуемые точность и шероховатость;

Для получения поверхностей заданных чертежом точности и качества должна планироваться обработка в несколько  этапов. Поэтому при необходимости  назначаются промежуточные состояния  поверхностей. Более точную разбивку на этапы проведём с помощью таблиц технологических характеристик методов обработки [2] табл. П.4.1.

Рисунок 5

Выбор методов и этапов обработки  отображен в таблице ??

Таблица 1

5. Определение промежуточных припусков и диаметральных операционных размеров

Предварительно представим диаметральные  размеры, заданные на чертеже, в виде заданных целей – средних  размеров с симметричными предельными отклонениями. Для этого используем формулу: .

Поверхность № 5 диаметра Ø180h7 включает четыре этапа получения:  «Заготовка», «Точение черновое», «Точение чистовое» и «Точение тонкое», что и записано в столбце 1 таблицы записью в пять строк.

Заполняем столбцы 6 и 7:

1. для первой строки записываем величину допуска на размер 40 мкм и половину допуска 0,02 мм. Это заданные требования к размеру;
2. для третьей строки «Точение черновое» для IT12 допуск составляет 400 мкм и половина допуска 0,2 мм;
3. для четвертой строки «Точение чистовое» для IT10 допуск 160 мкм и половина допуска 0,08 мм;
4. для последней строки «Точение тонкое» допуск 40 мкм (задано на чертеже) и половина допуска 0,02 мм.

Заполняем пятую строку «Точение тонкое» до конца:

5. средний размер по чертежу детали 179,98 мм (столбец 10),
6. в столбец 11 записываем предельные отклонения среднего размера ,
7. в столбец 12 записываем принятый операционный размер Ø179,98 ± 0,02 (округляем до тысячных долей мм).

Заполняем строку «Заготовка»:

из таблицы №?? … в столбец 10 записываем средний размер , в столбец 11 записываем  , в столбец 12 принятый размер заготовки Ø 188,0 ± 2,25 мм.

Для расчета промежуточных припусков , заполняем столбцы 2 и 3 строк «Точение чистовое» и «Точение черновое»:

1. определяем величины и , получаемые при обработке чистовым точением. Для этого используем таблицы Точность и качество поверхности при обработке цилиндрических и торцевых поверхностей [4, табл.4,5, с.8 – 12, табл. 5 с. 181, табл. 25, с. 188]. В таблице даны значения шероховатости и значения величины дефектного слоя   H,  мкм. Для чистового точения с точностью IT10 имеем , что соответствует и H = 30 мкм (в расчетах ориентируемся на максимальное значение и H, приводимые в таблице). Найденные значения записываем соответственно в столбцы 2 и 3 таблицы решений;
2. аналогично находим для чернового точения 

 и H = 120 мкм.

Начинаем рассчитывать промежуточные  припуски и промежуточные операционные размеры:

3. для строки «Точение тонкое» определяем величину

 и записываем в столбец  4 строки; 

4. определяем величину и заносим в столбец 5,
5. определяем и записываем результат в столбец 8;
6. вычисляем операционный размер для этапа «Точение чистовое» по формуле  и заносим в столбец 10;
7.   в столбец 11 записываем предельные отклонения среднего размера ;
8.   в столбце 12 записываем величину принятого операционного размера для этапа «Точение получистовое» Ø 180,19 ± 0,08 (размер и предельные отклонения округлены до сотых долей мм.);
9. для строки «Точение чистовое» определяем величину

;

10. определяем величину и заносим в столбец 5,
11. определяем и записываем результат в столбец 8;
12.   вычисляем операционный размер для этапа «Точение черновое» по формуле и заносим в столбец 10;
13.   припуск снимаемый с поверхности 4 на этапе «Точение черновое» определяем как разность средних размеров заготовки и операционного при черновом точении, т.е. . Эту величину записываем в столбец 8 строки «Точение черновое»;
14.   в столбец 9 строки заготовка записываем общий припуск на диаметр, который равен сумме промежуточных припусков или определяется как разность средних размеров 

;

15.   в столбец 11 записываем предельные отклонения среднего размера ;
16.   в столбце 12 записываем величину принятого операционного размера для этапа «Точение черновое» Ø 181,1 ± 0,2 (размер округлен до десятых, а предельные отклонения до сотых долей мм.).

Поверхность № 7 диаметра Ø250h12 включает два этапа получения:  «Заготовка»  и «Точение черновое», что и указано в столбце 1 таблицы записью в три строчки. В столбцы 6 и 7 записываем величину допуска на размер 460 мкм и половину допуска 0,23 мм. Это заданные требования к размеру.