Технологический процесс ремонта детали шкив
Введение
|
5 |
1 Проектирование
|
7 |
1.1 Назначение детали |
7 |
1.2 Материал детали |
7 |
2 Проектирование |
9 |
2.1 Выбор типа производства |
9 |
2.2 Анализ технологичности детали. Качественная и количественная оценка |
10 |
2.3 Выбор 2-х вариантов получения
заготовки. Технико-экономическое обоснова |
12 |
2.4 Выбор методов обработки |
17 |
2.5 Выбор баз и их обоснование |
20 |
2.6 Анализ типового |
22 |
2.7 Разработка технологического ма |
23 |
2.8 Подробная разработка операций техпроцесса |
25 |
Заключение |
32 |
Список используемых источников |
33 |
Введение
Машиностроение – важнейшая отрасль промышленности. Его продукция – машины различного назначения – поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.
Как прикладная наука «Технология машиностроения» имеет большое значение в подготовке специалистов для машиностроительной промышленности. Она вооружает их знаниями, необходимыми для повседневной и творческой деятельности по разработке прогрессивных технологий и создания конструкции машин, позволяющих применить при их производстве высокопроизводительные технологические методы.
Одной из главных задач «Технологии машиностроения» является изучение закономерностей протекания технологических процессов и выявление тех параметров, воздействие на которые наиболее эффективно для интенсификации производства и повышения его точности. При проработке этого курса студенты получают знания, необходимые для повседневной творческой работы в области построения новой прогрессивной технологии, автоматизации производства, а также создания конструкций, позволяющих применить при их изготовлении высокопроизводительные технологические методы.[1]
Технологический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. В настоящее время важно качественно, дешево и в заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив современные высокопроизводительное оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависят долговечность и надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин. Вместе с тем развитие новых прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению затрат труда на их изготовление.
В серийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные операции, которые закрепляются за отдельными станками.
При использовании универсальных станков должны широко применяться специальные и специализированные приспособления и инструмент. Измерительный инструмент – предельные калибр, шаблоны.
Серийный выпуск машин стал возможен в связи с развитием высокопроизводительных методов производства, а дальнейшее повышение быстроходности, точности, мощности, рабочих давлений, температур, коэффициента полезного действия, износостойкости и других показателей работы машин было достигнуто в результате разработки новых технологических методов и процессов.
Цель курсового проекта: «Разработать технологический процесс изготовления детали «шкив».
В своем курсовом проекте решаю следующие задачи:
- обоснование типа производства, материала в зависимости от служебного
- назначения детали, а также технологичности конструкции
разрабатываемой детали «Шкив» по чертежу;
- выбор 2-х вариантов получения заготовки и обоснование рационального способа получения заготовки;
- разработка технологического
маршрута обработки детали с выбором и
обоснованием баз на основе анализа типового техпроцесса; - выполнение подробной разработки технологического процесса с выбором оборудования и средств технологического оснащения;
Общий раздел
1.1 Назначение детали
Деталь «Шкив» предназначена для передачи вращения от электродвигателя к редуктору при помощи ременной передачи. Количество ремней один, для него сделана канавка радиального профиля под ремень. Отверстие Ф 26 H7 предназначено для посадки шкива на вал электродвигателя. Шесть отверстий для предотвращения смещения шкива с вала электродвигателя с помощью винтов. Две канавки Ф 45 служат для установления уплотнения колец необходимых для предотвращения соскальзывания.
1.2 Материал и его свойства
Деталь изготовлена из Стали 45-3-5 ГОСТ 1050-74. Сталь углеродистая качественная.
Таблица 1 – Химический состав, % (ГОСТ 1050-88)
углерод |
кремний |
марганец |
сера |
фосфор |
хром |
никель |
мышьяк |
азот |
медь |
0.42-0.50 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
≤0.040 |
≤0.035 |
≤0.25 |
≤0.30 |
≤0.08 |
≤0.008 |
≤0.30 |
Таблица 2- Механические свойства
σ0.2 Н/мм2 |
σв2 Н/мм2 |
δ, % |
ψ, % |
KCU, Дж/см2 |
HRC |
HB | |
≤229 | |||||||
355 |
600 |
16 |
40 |
49 |
- |
- | |
где σ0.2 – предел текучести условный с допуском на величину пластической деформации при нагружении 0,2 %;
σв2 – предел прочности при сжатии;
δ – относительное удлинение после разрыва;
ψ – относительное сужение после разрыва;
KCU – ударная вязкость, определенной на образцах с концентратором
вида U;
HRC – твердость по Рокцеллу (шкала С, конусный наконечник с общей нагрузкой 1471 Н);
HB – твердость по Бринеллю.
2 Технологический раздел
- Выбор типа производства
Тип производства определяется в зависимости от годовой программы выпуска деталей N=12000, и массы детали mдет=0.14 определяю по таблице [7, таблица 3.1.1, с. 17] .
Тип - среднесерийный. Характеристикой ограниченной номенклатурой изделий, изготовленных или ремонтируемых периодически повторяющихся партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, на предприятиях данного типа производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков оснащенных как специальными, так и универсальными (УМП) и универсально сборными (УСП) приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и увеличить производство.
Определяю партию запуска деталей N зап, шт
где Nзап – величина партии запуска деталей, шт;
N - годовой объем выпуска, шт;
Ру – число рабочих дней в году, дней;
q- необходимый запас деталей; для мелких и средних деталей q=8, для крупных q=5…7
Принимаю Nзап=400 шт;
2.2 Анализ технологичности детали. Качественная и количественная оценки
Качественная оценка:
- конструкция детали предусматривает обработку сопрягаемых поверхностей;
- форма детали обеспечивает возможность получения заготовок с минимальными припусками;
- конструкция детали предотвращает деформацию при термической обработке;
- допуски размера детали немного усложняют технологию производства;
- конструкция детали – обеспечивает свободный вход и выход инструмента и удобство выполнения обработки;
- конструкция не обеспечивает возможность обработки их с одной стороны;
На основе качественного анализа технологичности детали типа «Шкив» можно сделать вывод, что конструкция детали технологична кроме того, что конструкция не обеспечивает обработку только сопряженных поверхностей и обработку только одной стороны.
Количественная оценка:
Коэффициент точности обработки, Кт
где Аср – средний квалитет обработки
где ni – количество поверхностей с одинаковыми значениями квалитетов;
ITA – соответствующий квалитет;
n – количество всех поверхностей;
Коэффициент качества обработки, Ккач
где Бср- среднее числовое значение параметра шероховатости
где ni - количество поверхностей с одинаковой шероховатостью;
Ra – параметр шероховатости, мкм;
n – количество всех поверхностей;
По коэффициенту унификаций, Ку.э
где Qэ – число конструктивных элементов
Qу.э – число унифицированных элементов
Qэ=17;
Ку.э>0.6
Произведя качественную и количественную оценки можно сделать вывод, что деталь является технологичной по основным параметрам.
- Выбор двух вариантов получения заготовки. Технико – экономическое обоснование выбора
Первым методом для своей детали выбираю круглый сортовой прокат, т.к. форма детали имеет небольшие переходы ступеней.
1 способ – Круглый сортовой прокат
Рисунок 1 – Эскиз заготовки круглый сортовой прокат
Провожу расчет в ниже предложенной последовательности для проката.
Определяю размер заготовки в зависимости от шероховатости и размеров детали Ra 12,5, L=11, Æ=64 с учетом сортамента проката и припуска на торцевые поверхности получаем: Lзаг=16 мм; dзаг=70 мм [3, с. 20]
Назначаем предельные отклонения на размеры заготовки.
Рассчитываю массу заготовки Мз, кг и коэффициент использования материала Ким
где V – объем заготовки, см3;
р – плотность материала, г/см3;
р=7,8 г/см3
где L- длина заготовки, мм;
D – диаметр заготовки, мм;
Определяю коэффициент использования материала, Ким
где Мд- масса детали, кг;
Мз – масса заготовки, кг;
Определяю стоимость заготовки, Смз
где Смм- стоимость 1 кг материала, руб; Смм=18,3 руб
Мз- масса заготовки, кг;
Смр – стоимость резки, руб;
где Ст – тарифная ставка резчика, руб;
Тм – время резки, мин;
Смр=0,3*3=0,9 руб
Смз=18,3*0,48+0,9=9,684 руб
2 способ –
штамповка на кривошипном
Штамповочное оборудование – кривошипный горячештамповочный пресс.
Нагрев заготовок – индукционный
Исходные данные по детали
Материал для детали – сталь 45 – 2-5 ГОСТ 1050-74: С 0.42-0,-0.50; Si 0.17-0.37; Mn 0.50-0.80; S≤0.040; P≤0.035; Cr≤0.25; Ni≤0.30; As≤0.08; N≤0.008; Cu ≤0.30;
Масса детали – 0.14
Исходные данные для расчета:
-Масса поковки (расчетная) – 0.252 (NI=2)
-Расчетный коэффициент Кр – 1.8; [8, таблица 20, с. 31]
0,14*1.8=0,252 кг;
-Класс точности – Т4 (КТ=4); [8, таблица 19, с. 28]
-Группа стали – М2 (MS=2) [8, таблица 1, с. 8]
-Степень сложности С1 (ST=1) [8, таблица 6, с. 30]
-Исходный индекс – 9;
ИН=NI+(MS-1)+(ST-1)+2(KT-1)=2+
Припуски и кузнечные напуски приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Основные припуски на размеры
Наименование размера |
Величина размера, мм |
Шероховатость поверхности, мкм |
Припуск, мм |
Диаметр |
64 |
12,5 |
1,1 |
» |
26 |
1,6 |
1,3 |
Толщина |
11 |
2,5 |
1,0 |
Дополнительные припуски, учитывающие:
- смещение по поверхности штампа – 0,1 мм [8 таблица 5, с. 14 ]
- отклонение от плоскости – 0,3 мм [8 таблица 5, с. 14]
Штамповочный уклон:
- на наружной поверхности – не более 5°
- на внутренней поверхности не более 7º
Размеры поковки и их допускаемые отклонения
Размеры поковки, мм:
-диаметр 64+(0,3+1,1)*2=66,8 мм
-диаметр 26+(1,3+1,1)*2=30,8 мм
-толщина 11+(1,0+1,1)*2=15,4 мм
Эскиз заготовки, полученной методом штамповки представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Эскиз заготовки поковки
Коэффициент использования материала (штампа), Ким
где V – объем штампованной заготовки, см3;
- удельный вес материала, г/см3; =7,8, г/см3
Объем заготовки Vзаг2, см3
Vзаг2=35,369-5,837=29,532, см3;
mзаг=7,8*29,532=230,349 г≈0,23, кг
Определяю стоимость заготовки, Сзаг
где КТ=0,9 в зависимости от класса точности; [2, с. 39]
Кm=1 в зависимости от марки материала; [2, с. 39]
Кс=0,75в зависимости от сложности; [2, с. 39]
Кв=2 в зависимости от массы; [2, с. 39]
Сзаг=18,3*0,23*0,9*1*0,75*2=5,
Таблица 4 – Сравнительная таблица двух способов получения заготовки
Вид получения заготовки |
Штамповка |
Прокат |
Ким |
0,608 |
0,29 |
Стоимость заготовка, руб |
5,682 |
5,93 |
Исходя из сопоставления по коэффициенту использования материала и стоимости заготовки следует, что более экономичным вариантом получения заготовки является заготовка, полученная методом штамповки.
- Выбор методов обработки поверхностей детали
Таблица 5 - Выбор методов обработки поверхностей детали
№ обр. повер |
Наименование поверхности |
Номинальный размер поверхности |
Квалитет точности |
Предельные отклонения размера |
Парам. шерох. |
Метод обработки |
1 |
торец |
45 |
IT 14/2 |
± 0,1 |
Ra 12,5 |
Торцевое растачивание |
2 |
внутренняя цилиндрическая |
Æ 45 |
H 14 |
+ 0,6 |
Ra 12,5 |
Растачивание черновое |
3 |
торец |
11 |
h14 |
- 0,4 |
Ra 12,5 |
Торцевое точение |
4 |
дуга |
R 4,5 |
IT 14/2 |
± 0,2 |
Ra 12,5 |
Обтачивание черновое |
5 |
торец |
Æ 64/60 |
IT 14/2 |
± 0,15 |
Ra 12,5 |
Торцевое точение |
6 |
наружная цилиндрическая |
Æ 64 |
h 14 |
- 0,6 |
Ra 12,5 |
Обтачивание черновое |
7 |
фаска |
1х45° |
IT 14/2 |
± 0,125 |
Ra 12,5 |
Обтачивание черновое |
8 |
торец |
64 |
IT 14/2 |
- 0,6 |
Ra 12,5 |
Торцевое точение |
9 |
внутренняя цилиндрическая |
Æ 45 |
H 14 |
+ 0,6 |
Ra 12,5 |
Растачивание черновое |
10 |
торец |
45 |
IT 14/2 |
± 0,1 |
Ra 12,5 |
Торцевое растачивание |
11-16 |
отверстия |
М 3 |
H 6 |
+ 0,1 |
Ra 12,5 |
Сверление, нарезание резьбы |
17 |
Внутренняя цилиндрическая поверхность |
Æ 26 |
H 7 |
+ 0,021 |
Ra 3,2 |
Растачивание черновое , растачивание чистовое, шлифование |
2.5 Выбор и обоснование
В основе решений о базировании заготовки в процессе ее обработки лежит знание функций поверхностей детали и размерных связей между ними, установленных в соответствии со служебным назначением детали.
При выборе технологических баз для обработки большинства поверхностей заготовки, прежде всего, необходимо проанализировать размерные связи между поверхностями детали, требования к точности их относительного положения и выявить поверхности, относительно которых задано чертежом и наиболее строго лимитировано положение большинства других поверхностей детали. В нашем случае положение большинства поверхностей задано чертежом и наиболее строго лимитировано относительно основных баз детали. Стремясь к достижению требуемой точности линейных размеров кратчайшим путем, в качестве технологических баз используем поверхности детали, относительно которых задано положение большинства других ее поверхностей, если таковые удовлетворяют требованиям, предъявляемым к технологическим базам. На первой операции нам необходимо подготовить базы, необходимые для закрепления на последующих операциях.
Любая схема базирования может обеспечить одинаковое положение всех заготовок партии только в том случае, если у них не будет погрешностей в размерах и относительном расположении поверхностей. В действительности же погрешности всегда имеют место и влияют на положение заготовки в приспособлении. Отклонение положения заготовки при базировании от требуемого положения влияет на точность получаемых размеров.
Схемы базирования заготовки для разработанного технологического процесса представлены в таблице 6.
Таблица 6 –Схемы базирования заготовки детали «Шкив»
Номера обрабатываемых поверхностей |
Схемы базирования заготовки |
Комплект технологических баз |
6, 7, 8, 9, 10, 17 |
1, 2, 3 – технологическая явная 4, 5 – технологическая двойная опорная; 6 – технологическая опорная скрытая | |
1, 2, 3, 4, 5, 17 |
1, 2, 3 – технологическая явная 4, 5 – технологическая двойная опорная; 6 – технологическая опорная скрытая | |
11-16 |
1, 2, 3 – технологическая явная 4, 5 – технологическая двойная опорная; 6 – технологическая опорная скрытая | |
17 |
1, 2, 3 – технологическая явная 4, 5 – технологическая двойная опорная; 6 – технологическая опорная скрытая |
- Анализ типового технологического процесса. Корректировка типового технологического процесса
На основании технических требований рассматриваемой детали скорректировал типовой технологический процесс и записаа последовательность операций технологического процесса.
№ операции |
Содержание операции |
005 010 015 020 025 030 035 040 |
Литье Малярная Токарно-специальная Токарно-специальная Комбинированная Слесарная Моечная Контрольная |
На основании технологических требований рассматриваемой детали
скорректировал типовой технологический процесс и записал последовательность операций технологического процесса.
операции |
Содержание операции |
005 010 015 020 025 030 035 |
Заготовительная Токарно-винторезная Токарно-винторезная Вертикально-сверлильная Круглошлифовальная Моечная Контрольная |
- Разработка технологического маршрута обработки детали
После установления последовательности обработки поверхностей заготовки, учитывая конструктивные особенности детали и требования к ее качеству, методы получения размеров детали, свойства заготовки (материал, масса, размеры, припуски на обработку), возможности имеющегося технологического оборудования, необходимость в термической обработке, организацию производственного процесса и другие факторы, составим технологический маршрут обработки детали «Шкив».
Устанавливаем оптимальную последовательность технологических операций для получения требуемой точности и шероховатости поверхностей детали «Шкив», исходя из методов и ступеней обработки (черновая, получистовая, чистовая) требуемым показателям качества обработки детали. Полученный технологический процесс сводим в таблицу 7.