Торцевая крышка относится к классу корпусных, группе средние (С).

Торцовые крышки предназначены для герметизации подшипников, осевой фиксации подшипников и восприятия осевых нагрузок.

Рис. 1 Торцевая глухая крышка

Технические требования -- по ГОСТ 18514--73 [1].

Предельные отклонения размеров отливок -- по ГОСТ 26645--85 [2].

Внутренние необработанные поверхности крышек должны быть покрыты грунтовкой.

Материал детали: АЛ9

Алюминиевые сплавы нашли широкое распространение в промышленности, благодаря малой массе, сравнительно невысокой температуре плавления, высокой коррозионной стойкости, малой склонности к образованию трещин, сравнительно небольшой усадке, хорошей обрабатываемости и другим свойствам.

По ГОСТ 2685-75 [3] в зависимости от химического состава различают пять групп алюминиевых сплавов.

АЛ9 относится к первой группе алюминиевых сплавов с кремнием - силумин, содержит от 6 до 13%, магний, марганец и другие элементы.

АЛ9 обладает хорошими литейными свойствами, склонен к образованию газовой пористости.

Назначение: для изготовления фасонных отливок, тонкостенных сложных деталей (корпуса насосов, блоки двигателей, детали приборов и др.), работающие при температурах не выше 200° С. Сплав отличается высокой герметичностью.

Таблица 2

Химический состав в % материала АЛ9

Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно

1.3 Технические требования к детали

Торцевая крышка в сборочном узле обозначена номером 9.

Рис. 2 Эскиз торцевой крышки

На рисунке 2 представлен эскиз детали крышка. На нем указаны исполнительные поверхности (ИП), основные конструкторские базы (ОКБ), вспомогательные конструкторские базы (ВКБ).

На эскизе детали обозначены поверхности:

Исполнительные поверхности (ИП) - это поверхности, c помощью которых деталь выполняет свое функциональное назначение.

Для данной детали это поверхности - 3, 4, 5

Основные конструкторские базы (ОКБ) - поверхности, служащие для присоединения данной детали к другим деталям, поверхности которыми определяется положение детали в изделии.

Для данной детали это поверхности - 4, 5

Вспомогательные конструкторские базы (ВКБ) - сопрягаемые поверхности, служащие для присоединения к данной детали других деталей сборочного соединения.

Для данной детали это поверхности - 3, 7

Свободные поверхности (СП) - поверхности, служащие лишь для оформления требуемой конфигурации детали.

В данном случае исполнительные поверхности служат для удержания подшипников качения и крепления крышки к изделию, а вспомогательные конструкторские базы фиксируют положение этих подшипников. Основные конструкторские базы определяют положение детали относительно изделия.

Для данной детали это поверхности - 1, 2, 6.

В таблице 3 представлены характеристики ИП, ОКБ, ВБ (см. рис.2).

Таблица 3

Характеристика поверхностей детали

Примечание: Обозначение номеров поверхностей см. на рис 2.

В таблице 3 обозначены технические требования к детали. (см.рис.2). Точность и качество поверхностей приняты в соответствии с рекомендациям.

Таблица 4

Технические требования к деталям

Примечание: Обозначение номеров поверхностей см. на рис 2.

Схемы контроля приняты в соответствии с рекомендациями справочника по производственному контролю в машиностроении [7].

1.4 Анализ технологичности конструкции детали

1. Деталь имеет по сложности простую форму;

2. Обрабатываемость материала АЛ9 резанием хорошая;

3. Конструктивные элементы детали и их размеры унифицированы;

4. Деталь жесткая т. к. толщина стенок более 5 мм;

5. Все поверхности удобны для базирования, т. к. протяженность поверхностей более 5 мм;

6. Существует возможность обеспечения принципа единства баз.

Проведем качественную оценку технологичности. Результаты оценки сведем в таблицу 5.

Таблица 5

Анализ технологичности конструкции детали

2. Проектирование технологического процесса

2.1 Выбор метода получения заготовки

Крышка - деталь диаметром 104 мм, предназначена для герметизации подшипников, осевой фиксации подшипников и восприятия осевых нагрузок, и изготовлена из алюминия, следовательно, выбираем литье.

Литьё -- технологический процесс изготовления заготовок (реже -- готовых деталей), заключающийся в заполнении предварительно изготовленной литейной формы жидким материалом (металлом, сплавом, пластмассой и т. п.) с последующим его затвердеванием. Исходя из рекомендаций 3 главы [9] выбираем вид литья: литье в кокиль.

Литьё металлов в кокиль -- более качественный способ. Изготавливается кокиль -- разборная форма (чаще всего металлическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали. В отличие от других способов литья в металлические формы (литьё под давлением, центробежное литьё и др.), при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действием силы тяжести.

Особенность литья в кокиль состоит в многократном использовании металлической формы (кокиля). Высокая прочность материала металлической формы позволяет более точно выполнять рабочие поверхности формы, что обеспечивает высокое качество литой поверхности. Благодаря высокой теплопроводности формы отливка быстро затвердевает.

К числу преимуществ литья в кокиль относится резкое (по сравнению с литьем в песчаные формы) сокращение механической обработки отливок, сокращение расхода формовочных материалов.

К недостаткам технологии относятся: высокая стоимость металлической формы, плохая наполняемость формы при получении тонкостенных отливок, опасность возникновения трещин на отливках.

Рис. 3 Размеры заготовки

2.2 Выбор технологических баз

Деталь относится к классу втулок, для которых существует классическая схема базирования по наружной цилиндрической поверхности и торцу, что лишает деталь 5 степеней свободы. Базирование осуществляется самоцентрирующимся трехкулачковым патроном.

Рис. 4 Схема базирования детали

2.3 Маршрут обработки отдельных поверхностей

По чертежу готовой детали назначается метод окончательной обработки поверхности. Точность и качество поверхности можно обеспечить различными технологическими методами обработки этой поверхности.

Таблица 6

2.4 Маршрут обработки детали

Так как крышка является деталью типа втулок, схема обработки выбрана по аналогии с рекомендациями главы 11 [8]. Маршрут обработки представлен в виде таблицы 7.

Таблица 7

Маршрутный технологический процесс изготовления крышки

3. Расчет линейных технологических размеров

3.1 Размерный анализ технологического процесса

Исходными данными для расчета являются: чертеж детали, чертеж заготовки, план механической обработки. По этим данным чертится схема обработки детали, представленная на рисунке 4.

Рис. 5 Схема обработки детали

Производится проверка схемы:

К каждой поверхности должна подходить только одна стрелка;

УА=n-1, где - технологический размер на данной операции (13).

число поверхностей (14).

13=14-1

13=13 условие выполняется;

УА=УS+УZ, где контролируемый размер детали (3).

припуск на данной технологической операции (10).

13=3+10

13=13 условие выполняется.

По данной схеме чертится граф, изображенный на рисунке 6.

Рис. 6 Граф линейных технологических размеров

Рассчитываются допуски и припуски. Для этого находится доминирующая погрешность. В данном случае это погрешность коробления на операции 5.1, ошибки базирования исключены технологическим процессом. По таблице 4 и таблице 5, главы 1 [9]. Находим значения допусков, по таблице 7 и 10 глава 4 [9], находим точность и качество поверхностей после обработки. Вычисляем допустимое отклонение замыкающего звена Т_Т и достигнутое отклонение замыкающего звена.

Ориентировочная величина размера определяется с помощью схемы обработки. Значения конструкторских размеров заданы на чертеже детали, а величину припуска примем равной 1 мм.

Полученные данные сводим в таблицу 8.

Таблица 8

Таблица допусков и припусков

Проводим проверку обеспечения точности для следующего условия:

с_S ? T_S,

где ожидаемая погрешность; допуск на данный размер.

с_S = У|T_A|;

сS₁ ?

сS₁ = T_A10.1 = 0,27

0,27? 0,52 - условия точности выполнено;

сS₂ ?

сS₂ = T_A10.1 + T_A35.1 = 0,27 + 0,027 = 0,297

0,27? 0,36 - условия точности выполнено;

сS₃ ?

сS₃ = T_A35.2 = 0,022

0,022? 0,18 - условия точности выполнено;

Условия точности выполнены, технология выполнена верно.

Подготавливаем данные к компьютерному расчету. Для этого заносим их в таблицы 9 и 10.

Таблица 9

Таблица технологических размеров

Таблица 10

Таблица конструкторских размеров и припусков

Производим расчет данных на ПЭВМ. Результаты расчета приведены в Приложении 1.

4. Проектирование технологических операций (наладок)

4.1 Расчет режимов обработки

На рисунке 7 приведен эскиз операции №5.

Рис. 7 Эскиз токарной операции №5

Используя расчеты технологических размеров, определим максимальную величину припусков на операции.

Определяем глубину резания t:

Выбираем глубину резания глава 4 [10] равную максимальному припуску на обработку, т.к выполняется черновое точение (однократное) и отсутствие ограничений по мощности оборудования.

Находим величину подачи S:

Используем державку с большим размером. Выберем рекомендуемые подачи в таблице 11 главы 4 [10].

При обработке детали из алюминиевого сплава диаметра d = 104 мм, выбираем размер державки резца 25 40 мм.

При глубине резания t = 1,55 мм подача S = 1,5 мм/об.

Вычисляем скорость резания ?:

где Т - среднее значение стойкости (при одноинструментной обработке 30-60 мин);

K_? - коэффициент являющийся произведением коэффициентов, учитывающий влияние материала заготовки;

C_v - показатель степени x, y и m.

По таблице 17 главы 4 [10] выбираем значения и показателей степени при обработке дюралюминия, осуществляемой наружным продольным точением проходными резцами, с подачей :

материал режущей части резца Р18 (быстрорежущая сталь).

Среднее значение стойкости принимаем Т = 30 минут (т.к чем меньше среднее значение стойкости, тем больше скорость).

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала таблица 1 - 4, глава 4 [10]. = 1,0 при обработке дюралюминия.

- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки таблица 5 [10], = 0, 9;

- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента таблица 6, [10]. Определяем, что для материала инструмента Р18 (Р6М5) = 1;

- коэффициент изменения стойкости в зависимости от числа одновременно работающих инструментов таблица 7, глава 4 [10]. Так как работает один инструмент, принимаем

- коэффициент изменения периода стойкости в зависимости от числа одновременно обслуживаемых станков таблица 8, глава 4 [10]. Так как обслуживается один станок, принимаем .

- коэффициент углов в плане. В соответствии с таблицей 18, главы 4 [10], принимаем для

Находим скорость резания:

Находим окружную скорость:

где d - наибольший диаметр заготовки.

Находим обороты:

Сравниваем полученную величину с паспортными данными токарного станка и принимаем ближнее значение.

Принимаем частоту вращения шпинделя n = 250 об/мин (по паспорту: модель станка 1Г325) в соответствие с таблицей 8.1 [12].

Тогда рассчитаем окружную скорость:

Сила резания:

Где t - длина лезвия резца;

Постоянная C_p и показатели степени х, у, n для конкретных (расчетных) условий обработки для каждой из составляющих силы резания таблица 22, глава 4 [10];

Поправочный коэффициент К_р - произведение (таблицы 9, 10, 23 глава 4 [10]).

В соответствие с таблицей 22, главой 4 [10] обрабатываемый материал - алюминий, материал рабочей части резца - быстрорежущая сталь, вид обработки - наружное продольное и поперечное точение и растачивание, коэффициент и показатели степени в формулах для составляющих радиальной Р_г -

Принимаем поправочный коэффициент для дюралюминия с .

В соответствии с табл. 23 главы 4 [10]: главный угол в плане , материал режущей части инструмента - быстрорежущая сталь Р18, принимаем коэффициенты для составляющих тангенсальной силы :

поправочный коэффициент

т.к. передний угол ;

при радиусе при вершине .

1,88

Находим силу резания:

Мощность резания:

5. Выбор технологического оборудования

5.1 Выбор технологического оборудования

Выбор технологического оборудования производится по 4 пунктам:

1. Метод обработки (определяет тип оборудования);

2. Тип производства (определяет модель станка);

3. Размеры детали D (104 мм);

4. Мощность двигателя N_дв (определяет окончательно модель станка).

Методом обработки детали на данной операции является точение, следовательно, необходим токарный станок.

Тип производства - мелкосерийный, для которого целесообразно применять универсальный (токарно-винторезный) станок.

Для диаметра заготовки 104 мм выбираем мощность электродвигателя N_дв=2,11 кВт.

Выбираем токарно-винторезный станок модели 16Б16А, таблица 9, глава 1 [10].

5.2 Расчет штучного времени на операцию

Под изменением состояния понимается:

· изменение размера, формы, взаимного расположения поверхности;

· изменение отклонения допуска на форму;

· изменение качества поверхности (шероховатость, рельеф) в любом параметре;

· изменение внешнего вида продукции;

· упаковка.

Для неавтоматизированного производства норма штучного времени:

Где - основное время, используемое на изменение состояния объекта производства, то есть изменение размеров, формы, взаимного расположения или (и) изменение отклонений допусков; изменение качества поверхности (изменение шероховатости), физико - химических свойств материала или поверхности (твердость, изменение структуры); придание товарного вида, упаковка;

- вспомогательное время - это действия работающего и оборудования необходимое для изменения состояния объекта производства, но не приводящее к нему;

- организационное обеспечение рабочего места;

= - оперативное время;

- время на техническое обслуживание рабочего места;

- время перерывов в работе.

где: - расчетная длина обработки;

- внешний диаметр обрабатываемой поверхности, 80 мм ;

обрабатываемой поверхности, 54 мм;

- подача в минуту;

Где, согласно таблице 8 главы 3 [10], т.к. резец подрезной отогнутый 40x25 L=200 мм.

Вспомогательное время определяем по таблицам 10.1-10.6 [7]:

Вспомогательное время на установку и снятие детали вручную в самоцентрирующемся патроне зажимом принимаем 0,08 мин; вспомогательное время на включение или выключение станка кнопкой принимаем 0,01 мин; на подведение и отведение инструмента к детали при обработке резцом - 0,025 мин.

Заключение

В курсовом проекте был разработан маршрут и технология обработки детали «крышка», проектирование технологического процесса изготовления детали типа втулки, описаны служебные и технические характеристики детали, произведен анализ исходных данных. Курсовой проект выполнен в соответствии с требованиями точности и качества.

В качестве исходной заготовки выбрано литье в кокиль, и соответствии с требованиями готовой детали подобран технологических маршрут для ее обработки, произведён расчет припусков заготовки, режимов резания, определено штучное время на операцию.

Было выбрано технологическое оборудование - токарно-винторезный станок 16Б16А, трехкулачковый самоцентрирующийся патрон со спирально-реечным механизмом, с цельными и сборными кулачками, а так же инструмент - токарный подрезной отогнутый резец по ГОСТ 18880 -73.

Библиографический список

1. ГОСТ 18514-73 Крышки торцовые узлов подшипников качения. Технические требования.

2. ГОСТ 26645-85 Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку.

3. ГОСТ 1583-93 - Сплавы алюминиевые литейные. Технические условия

4. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.1. 9-е изд., перераб. и доп./ под ред. И.Н. Жестковой. М.:Машиностроение, 2006. 928 с.

5. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.2.-9-е изд., перераб. и доп./ под ред. И.Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2006. 928 с.

6. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.3.-9-е изд., перераб. и доп./ под ред. И.Н. Жестковой. М.: Машиностроение, 2006. 928 с.

7. Кутай, А.К. Справочник по производственному контролю в машиностроении. Под ред. А.К. Кутая. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1974. 676 с.

8. Панов, В.В. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Понов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; под ред. А. Панова. М.: Машиностроение. 1988. 736 с.

9. Косилова, А.Г. Справочник технолога -машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машинотсроение, 1985. 656 с.

10. Косилова, А.Г. Справочник технолога -машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машинотсроение,1985. 496 с.

11. Горошкин, А.К. Приспособление для металлорежущих станков: Справочник. 7-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979. 303 с.

12. Байбарацкая, М. Ю. Сборник методических и нормативных материалов для курсового проектирование / М.Ю. Байбарацкая, В.Н. Лукьянчиков. Омск,1998. 32 с.

Размещено на Allbest.ru