Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 62
Кшт. Тпз Тшт.
mxl printed ГОСТ
3.1118-82 Форма 1 Кшт. Тпз Тшт. Н,ра
mxl printed ГОСТ
3.1118-82 Форма
1б
Куцак
Р.С. Комплексний
дипломний
проект “Проект
дiльницi
по виробництву
технологiчноi
оснастки для
електромеханичного
вiдновлення
i
змiцнення
деталей машин” Дипломний
проект. ХГТУ.
5С. 1999
Пояснювальна
записка:
119 стр.;
Додаток стр.;
Креслення
10 аркушiв
формату А1.
В
проектi
розроблена
конструкцiя
iнструменту
для электромеханичноi
обробки плоских
поверхнь деталей
машин на
вертикально-фрезерувальному
верстатi.
Запропанован
бiльш
досконалий
спосiб
отримання
заготiвки, що
дозволяе пiдвищiти
коэффiцiент
використання
металу. Ряд
операцiй
виконуется
на бiльш
продуктивному
обладнаннi
у порiвняннi
з базовим
технологiчним
процесом.
Спроектована
оригiнальна
протяжка. Розроблено
оригiнальний
заточний пристрiй.
Запропанованi
в проектi
технологiчнi,
кострукторськi
i
органiзацiйнi
рiшення
дозволили
отримати економiчний
ефект у розмiрi
20562 гр. СОДЕРЖАНИЕ 16 59 63 стр.
1.
ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ
1.1.
Назначение
детали и анализ
технических
условий на ее
изготовление.
Конструируемая
деталь представляет
собой деталь
типа вилки. В
данном условии
она является
корпусной
деталью и служит
с одной стороны
для крепления
твердосплавного
ролика, а с другой
стороны – для
установки всего
инструмента,
чрез скалку
и хвостовик,
в шпинделе
вертикально-фрезерного
станка.
Вилка имеет
две ответственных
обработанных
по седьмому
квалитету
поверхности.
Это отверстия
диаметром
30H7,
находящиеся
в сопряжении
со скалкой, и
два соосных
отверстия
диаметром
45H7,
в которых на
двух шариковых
радиальных
подшипниках
установлена
ось, предназначенная
для крепления
на ней рабочего
инструмента
в виде твердосплавного
ролика.
Шпонка, устанавливаемая
в паз B = 8Js9, исключает
поворачивание
вилки относительно
направляющей
скалки.
Перемещение
вилки относительно
скалки в осевом
направлении
исключается,
в одном направлении
затягивается
гайка М16 на
резьбовом
участке направляющей
скалки, а в другом
– пружиной,
которая обеспечивает
плавную и безударную
работу всего
инструмента.
Для избежания
перекоса вилки,
который может
привести к
поломке инструмента,
опорные поверхности,
под пружину
и гайку которыми
являются
соответственно
торец диаметром
85/50
и паз шириной
B = 46 мм, обрабатываются
по 12-му квалитету.
По такому же
классу точности
обрабатывается
и шейка 50h12,
чернота и неровности,
на которой
могут привести
к заклиниванию
пружины.
Для предотвращения
засорения пылью
и другими мелкими
частицами
подшипники
закрываются
с двух сторон
стаканами и
крышками, в
которых устанавливают
щелевые уплотнения.
Опорные поверхности
под крышки
обрабатываются
в размер L
= 90мм. Для крепления
крышек к вилке,
предназначены
шесть резьбовых
отверстий с
диаметром М6.
Для повышения
срока службы
вилка подвергается
оксидированию.
Материал вилки
– сталь 45 ГОСТ
1050-74. Получают
данную сталь
в конвертерах,
мартеновских
и электрических
печах.
Таблица 1.1
Химический
состав стали. C % Si % Mn % Cr % (не
более) 45 0.420.50 0.170.37 0.500.80 0.25
Предельная
допустимая
концентрация
вредных примесей
в стали 45 следующая:
S (не более)
0.04% , фосфор (не
более) 0.035%
Таблица 1.2
Механические
свойства стали
45 т в s H/мм2 Hм/см2 45 360 610 16 40 50
Сталь 45 в
нормализованном
состоянии по
сравнению с
низкоуглеродистыми
сталями имеет
более высокую
прочность при
более низкой
пластичности.
Хорошо обрабатывается
резанием.
1.2.
Определение
программы
запуска и типа
производства.
В зависимости
от размеров
производственной
программы,
характера
производства
и выпускаемой
продукции, а
так же технических
и экономических
условий осуществления
производственного
процесса различают
три основных
типа производства: единичное серийное массовое
Количественной
характеристикой
типа производства
является коэффициент
закрепления
операций Кз.о.,
который представляет
собой отношение
числа различных
операций, подлежащих
выполнению
в течении месяца,
к числу рабочих
мест. Математически
эта зависимость
выражается
следующей
формулой:
Кз.о. = О/Р (1.2.1)
где О –
число различных
операций, шт.
Р – число рабочих
мест, шт.
По таблице
типов производств
определяем,
что выпуск
детали массой
2 кг и партией
2000 шт. соответствует
среднесерийному
производству.
Годовую программу
запуска определяем
по формуле:
nз = nвып
(1+/100)
шт, (1.2.2)
где nвып
= 200 шт. – заданная
годовая программа,
= 4 – коэффициент
технологических
потерь.
Подставив
известные
величины в
формулу (1.2.2), получаем:
nз = 2000(1+4/100)
= 2012 1.3.
Анализ технологичности
конструкции
детали.
Важное место
среди требований
к технико-экономическим
показателям
промышленных
изделий занимают
вопросы технологичности
конструкции.
Технологичность
конструкции
детали анализируется
с учетом условий
ее производства,
рассматривая
особенности
конструкции
и требования
качества как
технологические
задачи изготовителя.
Технологичность
конструкции
– это совокупность
свойств конструкции
изделия, определяющих
ее приспособляемость
к достижению
оптимальных
затрат при
производстве,
эксплуатации
и ремонте для
заданных показателей
качества, объема
выпуска и условий
выполнения
работы. Важное
место среди
требований
к технико-экономическим
показателям
промышленных
изделий занимают
вопросы технологичности
конструкции.
Технологичность
конструкции
детали анализируется
с учетом условий
ее производства,
рассматривая
особенности
конструкции
и требования
качества как
технологические
задачи изготовителя.
По ГОСТ 14.205 – 83
технологичность
конструкции
– это совокупность
свойств конструкции
изделия, определяющих
ее приспособляемость
к достижению
оптимальных
затрат при
производстве,
эксплуатации
и ремонте для
заданных показателей
качества, объема
выпуска и условий
выполнения
работ.
1.3.1. Количественный
метод оценки
технологичности.
Для количественного
метода оценки
технологичности
конструкции
применяют
показатели,
предусмотренные
ГОСТ 14.202 – 73. Произведем
расчет по некоторым
из этих показателей.
Коэффициент
унификации
конструктивных
элементов
детали:
Кц.э.=
Qу.э./Qэ (1.3.1)
где Qу.э.
= 8 шт. – число
унифицированных
элементов
детали;
Qэ
= 9 шт. – общее
число конструктивных
элементов.
Подставляя
известные
величины в
формулу, получим:
Кц.э. = 8/8
=1
При Кц.э.> 0.6
деталь считается
технологичной.
Деталь считается
технологичной
по точности,
если коэффициент
точности обработки
Кточ.
0.8. Этот коэффициент
определяется
по формуле:
Кточ. = 1 –
1/Аср. (1.3.2)
где Аср.
– средний
квалитет точности
обработки,
определяется
как:
Аср.
= Аni
/ ni
(1.3.3)
где А – квалитет
точности обработки;
n – число
размеров
соответствующих
данному квалитету,
шт.
Подставляя
известные
величины в
формулу
(1.3.3), получим:
Аср = (54+37+19+67)/15
= 9.5
Подставляя
известные
величины в
формулу (1.3.2), получим:
Кточ.
= 1-1/9.5 = 0.9
При коэффициент
Кточ >
0.8 деталь считается
технологичной.
Определим
технологичность
по коэффициенту
шероховатости,
который должен
стремиться
к нулю:
Кш = Qш.н./
Qш.о. (1.3.4)
где Qш.н.
– число поверхностей
с необоснованной
шероховатостью,
шт;
Qш.о. – общее
число поверхностей
подлежащих
обработке, шт.
Так как Qш.н.
= 0 то Кш = 0 и
следовательно
деталь может
считаться
технологичной.
1.3.2. Качественный
метод оценки
технологичности.
Качественный
метод оценки
технологичности
детали основан
на практических
рекомендациях.
Анализируемая
деталь типа
вилка имеет
простую форму,
ограниченную
плоскими и
цилиндрическими
поверхностями.
Боковые стороны
ушек шейки
имеют односторонние
утолщения, что
снижает расход
материала, и
путем уменьшения
длины рабочего
хода снижает
время затраченное
на обработку
детали, что в
свою очередь
повышает
производительность
труда.
Ко всем обрабатываемым
поверхностям
обеспечен
удобный подход
режущих инструментов.
Отсутствуют
поверхности
с необоснованно
высокой точностью
обработки. Все
неответственные
поверхности
обрабатываются
по 14-му квалитету.
При обработке
ответственных
поверхностей
соблюдается
принцип единства
баз, что снижает
количество
брака.
Проанализировав
все вышеперечисленные
факторы будем
считать деталь
– технологичной.
1.4.
Технико-экономичесике
исследования
приемлемых
методов получения
заготовки.
1.4.1. Выбор
и обоснование
метода получения
заготовки.
Учитывая, что
деталь имеет
относительно
простую форму,
невысокие
требования
к чистоте
поверхности,
а так же, что
тип производства
– среднесерийный,
принимаем метод
получения
заготовки –
горячая ковка
на горячештамповочном
прессе в закрытом
штампе.
1.4.2. Определение
параметров
заготовки.
Припуски на
обработку и
допуски размеров
на поковки
определяются
по ГОСТ 7505 – 89. Из
вышеупомянутого
источника
определяем,
что деталь
имеет следующие
обозначения: класс
точности – Т3,
что соответствует
получению
заготовки на
горячештамповочных
прессах в закрытых
штампах; группа
стали – М2, что
соответствует
стали 45; степень
сложности
заготовки –
С2; разъем
плоскости
штампа плоский
– П; исходный
индекс –12.
В соответствие
с этими обозначениями
рассчитаем
припуски на
обработку и
допуски размеров,
которые занесем
в таблицу (табл.
1.3).
Таблица 1.3
Припуски и
допуски на
обработку. размер детали основной припуск дополн. припуск общий припуск допуск размеров размер заготовки мм 30 2.6 0.6 3.2 28 50 2.8 0.6 3.4 50 20 1.3 0.3 1.6 21.6 30 1.3 0.3 1.6 28.4 48 1.4 0.3 1.7 49.7
Радиусы закруглений
наружный R
= 3мм, внутренний
r = 9мм. Штамповочные
уклоны наружных
поверхностей
- 7, внутренних
- 10.
1.4.3. Стоимостной
анализ.
Прежде чем
окончательно
определиться
в выборе заготовки,
проведем стоимостной
анализ двух
видов заготовки
– квадратный
прокат и сечением
95x95 мм и поковка.
Численным
критерием
данного анализа
является коэффициент
использования
материала,
который определяется
по формуле:
Ки.м. = mд
/ mз (1.4.1)
где mд –
масса детали,
кг;
mг – масса
заготовки, кг;
Массу определяем
по формуле:
m=V
кг, (1.4.2)
где -
плотность
материала
детали, =7.8
г/см3;
V – объем
детали, см3.
Разбив тело
летали на простые
геометрические
фигуры определим
ее объем:
Vд = 30(252-152)
+ 20(42.52-152)
+ 20.5855820
- 222.5220+37220
= 258051 мм3 = 258см3
Тогда масса
детали равна:
mд =
2587.8
= 2015г.
Аналогично
определяем
массу заготовки-поковки
и заготовки
проката:
Vз.1.=30(272-142)
+ 20(42.52-142)
+ 20.5855820+
+37220
= 336026 мм3 =
336см3
Vз.2. =
9595145=1281550мм3
= 1282см2
mз.1. = 3367.8
= 2621г
mз.2. = 12827.8
= 9996г
Из расчета
хорошо видно,
что коэффициент
использования
материала при
заготовке-поковке
значительно
выше.
Определим
денежный эквивалент
экономии материала.
Для этого посчитаем
разность масс
двух видов
заготовок:
mз1
– mз2
= 9996 – 2621 = 7375 г
7.4 кг
Умножив
полученную
разность на
стоимость
одного килограмма
материала
(сталь 45) и на
годовую программу
выпуска детали
мы получим
полную годовую
экономию Э.
Э = 7.4 2012 =
16378
Проанализировав
полученные
результаты
принимаем
заготовку –
поковку, получаемую
методом горячей
ковки на горячештамповочном
прессе в закрытом
штампе.
1.5..
Проектирование
технологического
процесса обработки
детали.
1.5.1. Разработка
и обоснование
маршрутного
технологического
процесса
Проанализировав
конструкцию
детали на
технологичность,
определив тип
производства
и выбрав вид
получения
заготовки,
разработаем
маршрут механической
обработки
детали.
Так как при
обработке
большинства
поверхностей
базой будет
служить отверстие
диаметром
30H7,
то первым обработаем
его. На первой,
вертикально-сверлильной,
операции прозенкеруем
отверстие 29.4
под последующее
протягивание.
Для базирования
по данному
отверстию на
оправке, нам
необходим
обработанный
торец. Поэтому
на второй,
вертикально-фрезерной,
операции профрезеруем
паз B = 46 мм.
На третей и
четвертой,
протяжных,
операциях
протянем отверстие
диаметром
30H7
и шпоночный
паз шириной
B = 87Js9.
Базируясь по
обработанному
отверстию на
пятой, токарной,
операции проточим
шейку диаметром
50h14
и торец 85/50
мм.
На шестой,
вертикально-фрезерной,
операции базируясь
на поверхность
диаметром
50H14,
профрезеруем
боковые поверхности
ушек вилки в
размер 90 мм.
На седьмой,
вертикально-сверлильной,
операции мы
зацентруем,
b b
сверлим, зенкеруем
и нарезаем
резьбу в шести
отверстиях
диаметром М6.
Восьмая операция
также вертикально-сверлильная,
на ней мы зацентруем,
сверлим и два
раза разворачиваем
два соосных
отверстия
диаметром
45H7.
Базой на седьмой
и восьмой операциях
является отверстие
30H7
мм.
Для увеличения
коррозионной
стойкости
детали девятой
операций проведем
оксидирование.
Технологический
процесс изготовления
детали имеет
следующий вид: 005
Заготовительная 010
Контрольная
015 Вертикально-сверлильная
020 Вертикально-фрезерная
025 Протяжная
030 Протяжная
035 Токарная
040 Вертикально-фрезерная
045 Вертикально-сверлильная
050 Вертикально-сверлильная
055 Электрохимическая
060 Контрольная
1.5.2. Обоснование
выбора чистовых
технологических
баз.
Операция 015020: базой
является шейка
диаметром
50.4 и торец
53.4/26.8
мм.
Операция 025030: базой
является
протягиваемое
отверстие
диаметром
30H7мм
и торец 53.4/30H7
мм.
Операция 035: базой
является
отверстие
диаметром
30H7мм
и торец 50/30
мм.
Операция 040: базой
является шейка
50 и торец
85/50
мм
Операция 045050: базой
является
отверстие
диаметром
30H7мм
и торец 50/30
мм.
1.5.3.
Выбор и обоснование
оборудования
Так как на операции
015 обрабатывается
одна поверхность,
то обработка
будет проводиться
на заранее
настроенном
вертикально-сверлильном
станке модели
2М55. Технические
характеристики
вертикально-сверлильного
станка модели
2М55: Наибольший
условный диаметр
сверления =
50мм. Вылет
шпинделя от
образующей
колоны:
наибольший
– 1600 мм;
наименьший
– 375 мм; Расстояние
от торца шпинделя
до плиты:
наибольшее
– 1600 мм;
наименьшее
– 450 мм; Количество
ступеней скоростей
шпинделя - 21 Приделы
скорости шпинделя
– от 20 до 2000 об/мин Количество
ступеней механических
подач шпинделя
–12 Пределы
подач шпинделя
– от 0.056 до 2.5 мм/об Мощность
на шпинделе
– 4.0 кВт Габариты
станка: длина -
2665 мм;
ширина - 1020 мм;
высота - 3430 мм; Масса
станка – 4700 кг.
На операции
020 перенастройки
станка так же
не требуется,
поэтому выбираем
вертикально-фрезерный
станок модели
6Р13. Технические
характеристики
вертикально-фрезерного
станка 6Р13: Размеры
рабочей поверхности
– 1600x400 мм Наибольшие
перемещения
станка:
продольное
- 1000 мм;
поперечное -
300 мм;
вертикальное -
400 мм; Наибольшая
масса обрабатываемой
заготовки –
300 кг Мощность
привода главного
движения – 10
кВт Мощность
привода подач
– 3 кВт Число
оборотов привода:
главное
движение - 1460
мин-1;
подач - 1430 мин-1; Габариты
станка:
длина -
2560 мм;
ширина - 2260 мм;
высота - 2250 мм; Масса
станка – 4200 кг.
Для операции
015020 по
допускаемому
тяговому усилию
станка выбираем
горизонтально-протяжной
станок модели
7520. Технические
характеристики
горизонтально-протяжного
станка 7520: Тип
станка – одинарный Основной
цикл работы
– простой Номинальное
тяговое усилие
– 200000 H Ход
рабочей каретки
– от 100 до 1600 мм Скорость
рабочего хода
– от 0.5 до 6 м/мин Скорость
холостого хода
– от 0.6 до 85 м/мин Мощность
привода – 18.2
кВт
Так как на операции
025 количество
переходов равно
двум и обрабатываются
не ответственные
поверхности,
то принимаем
токарно-винторезный
станок модели
16К20. Основные
технические
данные токарно-винторезного
станка модели
16К20: Наибольшая
длина обрабатываемого
изделия – 215 мм Высота
оси центров
над плоскими
направляющими
станка – 215 мм Приделы
чисел оборотов
шпинделя –
12.51600 мин-1 Приделы
подач
продольных: 0.052.8
мм/об
поперечных: 0.0251.4
мм/об Мощность
главного привода
– 10 кВт Габариты
станка:
длина -
2795 мм;
ширина - 1198 мм;
высота - 1500 мм; Масса
станка – 3005 кг.
Для операции
040 оборудование
аналогично
операции 020. Для
операций 045 и
050 выбираем
вертикально
– сверлильный
станок с ЧПУ
модели 2Р135Ф2. При
обработке на
станке с ЧПУ
не требуется
наладки, что
значительно
уменьшает
подготовительно-заключительное
время.
Так как обработка
ведется без
участия рабочего,
кроме установки
и снятия детали,
то значительно
сокращается
вспомогательное
время. Технические
характеристики
вертикально
– сверлильного
станка с ЧПУ
модели 2Р135Ф2: Наибольший
условный диаметр
сверления =
35мм. Наибольший
диаметр нарезания
резьбы = 24мм. Число
шпинделей
револьверной
головки - 6 Вылет
шпинделя от
направляющей
колоны –
450мм Расстояние
от торца шпинделя
до рабочей
поверхности
стола: наибольшее
– 600 мм;
наименьшее
– 40 мм; Количество
подач суппорта
– 18 Приделы
подач суппорта:
10500
мм/мин Количество
скоростей
шпинделя - 12 Приделы
частот шпинделя
– 45 2000 об/мин Размеры
рабочей поверхности
стола:
длина - 710
мм;
ширина - 400 мм; Габариты
станка:
длина -
1860 мм;
ширина - 2170 мм;
высота - 2700 мм; Масса
станка – 4700 кг. 1.6.
Проектирование
технологических
операций.
1.6.1 Расчет
режимов резания.
Расчет режимов
резания можно
проводить двумя
методами
аналитическим
и табличным.
1.6.2. Аналитическим
методом рассчитаем
режимы резания
на операцию
035, а именно –
точение поверхности
диаметром
50мм. Расчет
проведем по
[17].
В качестве
инструмента
выбираем токарный
проходной
упорный резец
с пластиной
из твердого
сплава Т15К6,
габаритными
размерами
16x10x100 мм по
ГОСТ 18879 – 73.
Определим
глубину резания
по формуле: t =
(D-d)/2 мм, (1.6.1)
где D = 53.4 мм
– диаметр заготовки,
d = 50 мм – диаметр
обработанной
поверхности.
Подставляя
известные
величины в
формулу (1.6.1), получим:
t = (53.4 – 50) /2 = 1.7 мм
Так как высоких
требований
к обрабатываемой
поверхности
не предъявляется
и глубина резания
невелика, то
принимаем
подачу S=0.7
мм/об.
Скорость
резания
определяется
по формуле:
V = C
/ (Tm
tx
Sy)
K
|