Технологический процесс детали втулка

РЕФЕРАТ

    Курсовую  работу на тему: «Технологический процесс  изготовления втулки» разработал студент  группы 4ТМ-4 Тябин Андрей

   Руководитель  работы – Малькова Е.П.

   

   Курсовая  работа состоит из расчетно-пояснительной  записки объемом 30 листа, которая включает 8 рисунков; использовано 9 литературных источников. Графическая часть, объемом 1 лист формата А3, 1 лист формата А4 и один лист А1, включает чертеж заготовки, детали и чертеж операционных эскизов. Приложение составляют маршрутные карты обработки детали.

   Последовательность операций техпроцесса обеспечивает получение заданной точности и качества поверхностей.

   Простая конфигурация детали позволила применить  достаточно прогрессивные режимы резания, простые и удобные приспособления, высокопроизводительный, в основном стандартный режущий инструмент.

   В ходе курсовой работы применялась ЭВМ. В  частности использовалось программное обеспечение:

      • Microsoft Word 2007 – пояснительная записка.
      • КОМПАС 3D V11 – графическая часть.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

    1. Введение…………………………………………………………………3

    1. Анализ  назначения и конструкции детали…………………………….4
    2. Анализ технологичности конструкции детали……………...…….......5 
    3. Выбор заготовки и методов её получения……………….………….....8                     
    4. Варианты технологического маршрута обработки заготовки………11          
    5. Расчет и назначение режимов обработки...…………………………...16           
    6. Выбор оборудования, режущего инструмента, технологической оснастки………………………………………………………………...……….19
    7. Нормирование технологического процесса…………………………...23                 
    8. Заключение……………………………………………………………....29
    9. Cписок литературы……………………………………………………..30                           

      Приложения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ВВЕДЕНИЕ

               Машиностроение является важнейшей  отраслью промышленности. Его продукцию различного назначения поставляют всем отраслям народного хозяйства.

               Технологический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии производства. Важно качественно, дешево и в заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и общественного труда изготовит машину, применив высокопроизводительное оборудование, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а также экономичность их эксплуатации.

    Актуальная  задача повышения технологического обеспечения качества производственных машин, и в первую очередь их точности. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационного качества машин и для технологии их производства.

    Таким образом, в курсовой работе необходимо разработать технологический процесс, который отвечал бы указанным выше требованиям.

    Курсовая работа представляет собой разработку технологического процесса механической обработки детали "втулка" 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.АНАЛИЗ НАЗНАЧЕНИЯ И КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ. 

        Деталь - «Втулка», выполненная из стали 45 ГОСТ 1050-74. Это втулка с твердой износоустойчивой поверхностью при достаточно прочной и вязкой сердцевине, работающее при больших скоростях и средних удельных давлений.  Скорей всего на втулку будет установлен подшипник скольжения воспринимающие как напряжение изгиба, так и кручения. Поэтому для изменения этих деформаций, а также передачи крутящего момента возникает необходимость точного изготовления сопряженных деталей. Так как основной системой принята система отверстия, то легче всего изготовить вал, поэтому к нему предъявляются высокие требования.

      Дадим оценку правомерности ужесточения допусков на изготовление поверхностей детали и особых требований на их взаимное расположение.

Поверхность Ø52 очевидно предназначена для закрепления шестерни или звёздочки передающего крутящий момент. Для обеспечения точности размеров необходимо на последней операции применить такой вид обработки, как шлифование.

          Важной конструкцией детали является материал, из которого она выполнена.

          Проведем физико-механические характеристики материала до и после термической обработки и сведем их в таблицу.

    Таблица 1. Физико-механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74 [1] 

    σТ, МПа σв, МПа δ ,% ψ ,% ан,

    МПа

    		 НВ

    горячее катаной

    		 НВ

    Оттоженной

    360 750 16 40 50   241 197
 

           Приведем физико-механические свойства возможной замены материала

 Таблица 2. Возможные варианты замены материала  детали 

Марка

материала

 σт,

МПа

 σв, МПа δ ,% ψ ,% ан,

МПа

 НВ

горячее катаной

 НВ

оттоженной

Ст.40Х

Сталь 45

Ст. 50Г

 780

360

390

 980

750

650

 10

16

13

 45

40

55

 59

50

78

 217

241

220

 179

197

180

 
 
 
 
 
 

    3.АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ 

    Анализируя  технологичность конструкции детали, надо рассматривать ее исходя из тех  требований, которые приведены в  ГОСТ 14.201-83. Согласно стандарту, анализ технологичности конструкции детали необходимо вести по двум направлениям: технологическому контролю чертежей и технологическому анализу.

    Технологический контроль чертежей сводится к их тщательному изучению.

   После изучения чертежа детали можно заключить  следующее: рабочий чертеж втулки содержит все необходимые сведения, дающие полное представления о детали, т.е. имеются все проекции, виды, разрезы. На чертеже указаны все размеры с предельными отклонениями, которые получаются в ходе обработки детали, но отсутствуют некоторые размеры, дающие полное представление о заготовке.

   Чертеж  детали четко и однозначно объясняет  ее конфигурацию и конструкцию, однако отсутствуют данные о массе заготовки. На чертеже присутствуют сведения о материале детали  Сталь 45 ГОСТ 1050-74. Имеется информация о покрытии необрабатываемых поверхностей.

    Таким образом, анализ показывает, что чертеж детали «втулка» выполнен с некоторыми недочетами, однако основная информация о детали доступна. Чертеж детали предоставлен на рис. 2.1.

      Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции детали, сводятся к возможному уменьшению трудоёмкости и металлоёмкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами.

   Таким образом, улучшение технологичности  конструкции позволяет снизить себестоимость её изготовления без ущерба для служебного назначения. 
 
 
 
 
 
 

 

                                                 Рис. 2.1 Чертеж детали

    Проанализировав деталь на выполнение служебного назначения и условия   её работы в узле, можно сделать вывод о том, что она не требует упрощения  конструкции.

    На  основании изучения условий работы конструкции, проанализировав возможность  ее упрощения, замены другой конструкцией, а также возможность и целесообразность замены материала, можно сделать выводы:

    - труднодоступных   мест   в   конструкции   нет,   обработке  подвергаются наружные и внутренние  поверхности и отверстия.

    Практически все поверхности детали являются технологичными, легкодоступными и незатруднительными для обработки. В силу конструкции детали (втулка) точные отверстия можно обработать только одним способом  расточными головками, настроенными на черновую и чистовую обработку. Требования к детали и допуски на размеры позволяют обработать все поверхности  
 
 

    без использования специального и высокоточного  оборудования. Анализируя возможность непосредственного измерения заданных на чертеже размеров, можно сказать, что потребности в специальных мерительных инструментах не существует. Все выполняемые размеры можно измерить стандартными средствами:  штангенциркулями, микрометрами, калибрами.

    

    В итоге можно сделать вывод: данная деталь является технологичной и обладает полностью оправданными материалом, параметрами наружной и внутренней поверхности, обоснованными требованиями по качеству и точности поверхности, которые диктуются как условиями работы, так и надежностью конструкции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4.ВЫБОР ЗАГОТОВКИ И МЕТОДОВ ЕЁ ПОЛУЧЕНИЯ

    

    Вид заготовки устанавливается на основании  чертежа детали, анализа технологических  требований и программы выпуска. На выбор метода получения заготовки оказывают влияние:

    - материал детали;

    - назначение детали;

    - технические требования на изготовление;

    - объем и серийность выпуска;

    - форма поверхностей и размеры  детали.

    Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа этих факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали.

    Максимальная  приближение геометрической формы  и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали - одна из главных тенденций в заготовительном производстве. Выбор метода и способа  получения заготовки позволяет снизить затраты на ее изготовление и значительно сократить трудоемкость механической обработки.

    Для изготовления детали «втулка» используется проката круглого сечения В-80 ГОСТ 2590-88/45-1ГП-М2-Т ГОСТ 1050-88.

   Материал  является одним из важных признаков, определяющих метод получения заготовок. Используем  Сталь 45 ГОСТ 1050-74.

    Конструктивную  форму заготовки выбираем в виде проката круглого сечения Ø70 [7] стр.130.

    Для определения размеров заготовки  необходимо назначить припуски на механическую обработку. Для этого, согласно приложению 3 [2] выбираем примерный маршрут обработки каждой из поверхностей (наружной цилиндрической), а по приложению 28 [2] определяем величину припуска для каждой операции. Полученные значения представим в виде таблицы (табл.4.1):

      Таблица 4.1

Размер Квалитет Маршрут обработки Припуск, мм Суммарный припуск  Z, мм
Ø52 7 Обтачивание предварительное 1,5 1,96
Шлифование  предварительное 0,4
Шлифование тонкое 0,06
Ø65 11 Обтачивание предварительное 1,5 1,6
Шлифование 0,1
 
Ø50 		 
      7		 Обтачивание предварительное 1,5  
1,6
Шлифование 0,1
 
 

    Согласно  приложению 39 [2] назначаем припуск  на подрезку торцов. Для чернового  подрезания торцов припуск равен 1,8 мм, для чистового подрезания припуск равен 1,0 мм (на одну сторону). Следовательно, суммарный припуск по длине вала на подрезку торцов равен а=(1,8+1)*2=5,6 мм.

    На  основании назначенных значений припусков необходимо выбрать заготовку.

    Т.к. наибольший диаметр вала равен 65 мм, а длина равна 114 мм, то с учетом припусков выбираем из сортамента прокат (сортовой круглый горячекатаный нормальной точности  ГОСТ 2590-71) диаметром Ø70 мм   и длиной 126 мм  (рис.4.1). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   

Рис. 4.1 Заготовка 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. ВАРИАНТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ

ЗАГОТОВКИ

    Выбор первой операции связан с обработкой технологической базы под последующую  обработку. При изготовлении втулок в качестве технологической базы используют наружную цилиндрическую поверхность и торец. На основании этого разработаем маршрут обработки.

    Операция 005: токарная

    А.  Установить заготовку.

    1.Подрезать  торец, как чисто.

    2.Точить  поверхность, выдерживая размер 1, 2.

    3. Сверлить отверстие выдерживая размер 3, 2.

                                                           Установ. А

Рис. 5.1. Операция 005 (А)

    Б.Переустановить заготовку.

         4. Подрезать торец, выдерживая размер 4.

        5. Точить поверхность, выдерживая размеры 5,6.

         6. Точить канавку, выдерживая размеры 7,8.

       7. Снять фаску, выдерживая размер 9.

       8. Снять фаску выдерживая размер 10.      
     
     
     
     
     

    Установ. Б

    

 

Рис.5.2. Операция 005 (Б)

  

    Операция 010: токарная

           А. Установить заготовку.

                 1. Точить поверхность, выдерживая размеры 11, 12.

                 2. Точить поверхность, выдерживая размеры 13, 14.

                 3. Точить канавку, выдерживая размеры 15, 16

                 4. Нарезать резьбу, выдерживая размер 15.

                 5. Снять фаску, выдерживая размер 17.

                 6. Снять фаску, выдерживая размер 18.

                 7. Зенкеровать отверстие, выдерживая размер 19.

                 8. Нарезать резьбу, выдерживая размеры 20, 21.      

                 9. Расточить канавку, выдерживая размеры 22, 23. 
 
 
 
 

    Рис. 5.3. Операция 010

    Операция 015: фрезерная

    А. Установить заготовку

  1. Фрезеровать шпоночный паз, выдерживая размеры 24, 25, 26, 27.

    Рис. 5.4. Операция 015 

    Операция 020: круглошлифовальная

    А.  Установить заготовку.

        1. Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 28, 29.

        2. Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 30, 31.

        3. Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 32, 33.

       

   

      

    Рис.5.5. Операция 020

    Операция 025: внутришлифовальная

    А. Установить заготовку.

      1. Шлифовать отверстие, выдерживая размер 34, 35.

           

Рис.5.6. Операция 025

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. РАСЧЕТ И НАЗНАЧЕНИЕ  РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

.

 

        Пример  расчета режима резания произведём на операцию 005 токарная.

        Расчет  производим по методике изложенной в  литературном источнике [3].

        Диаметр обработки D=70 мм. Режущий инструмент-резец проходной упорный Т15К6.

        

        

        Глубину резания принимаем равной припуску на черновое точение .

        Подачу  выбираем из табл. 11, ([3] стр. 266); .

        Скорость  резания определяем по формуле:

        

        Значение  коэффициента и показателей степеней определяем по табл. 17, ([3] стр. 269):

        Период стойкости резца .

         – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

        

    ,

        где – коэффициент, учитывающий фактические условия резания исходя из материала:

        

    ,

        где – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, ; табл. 2, ([3] стр.262);

         -предел прочности при растяжении  материала.

        Тогда:

        

         –коэффициент, учитывающий состояние  поверхности заготовки табл. 5, ([3] стр. 263).

         – коэффициент, учитывающий материал инструмента табл.6,

        ([3] стр.263).

        Тогда окончательно:

        

    . 

        На  основании полученных значений рассчитаем скорость резания:

        

    ;

        Тогда частота вращения шпинделя будет равна:

        

    ;

        Уточняем  частоту вращения шпинделя n=800 об/мин. исходя из станочной.

        Уточняем  скорость резания:

        

        Главной составляющей силы резания при точении является сила :

        

         ,

        где глубина резания, – подача.

        Значение  коэффициента CP и показатели степеней выбираем из табл. 22, ([3] стр. 273):

    

 

        Коэффициент рассчитывается, как:

        

    ,

        где,         табл. 9, ([3] стр.264).

         , ,                   табл. 23, ([3] стр. 275).

        Тогда:

        

        Следовательно, сила резания равна:

        

    ;

        Мощность  резания:

        

        Для остальных операций и поверхностей режимы резания назначаем. Режимы резания сводим в таблицу: 
     

    

    

 
 
 

    

Таблица 6.1

Наименование

операции

 размер
Операция 005

токарная

 Ø65 175,84 800 2,5 0,7 350 2907 8,35
Ø20 210 456 - 0,29 132 4866 1,1
Ø52 150 700 6,5 0,35 245 2650 11
Ø50 185 700 1 0,5 350 750 8,2
Операция 010

токарная

 Ø55 175 700 5 0,4 280 1560 11
Ø50 203 700 2,5 0,43 301 700 7,5
Ø47 210 700 1,5 0,3 210 550 6,3
Ø42 153 700 8 0,27 189 1950 10
Ø26 146 180 3 0,15 27 800 4,7
Операция 015

фрезерная

 Ø52 180 224 4,5 0,1 22,4 - 2,66
Операция 020

круглошлифовальная

 35 1000 0,005 7 - ― 4
Операция 030

Внутришлифовальная

 35 1000 0,005 2,5 - - 3,6