Разработка технологического процесса изготовления детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Аннотация

В ходе выполнения курсового проекта разработан технологический процесс изготовление детали «Крышка». В том числе:

произведен анализ детали на технологичность;

выбраны оптимальные варианты обработки этих поверхностей;

выполнен расчет режимов обработки поверхностей детали, а так же расчет припусков на обработку;

для технологических операций выбрано технологическое оборудование; режущий инструмент; измерительные инструменты и приспособления; СОЖ;

оформлена технологическая документация;

разработаны соответствующие графические материалы;

произведен расчет технически обоснованных норм времени.

Графические материалы

Рабочий чертеж детали А3;

Графы А3;

Операционные эскизы токарная обработка А2;

Сборочный чертеж приспособления А1.

Деталировка приспособления А1.

Содержание

Введение

1. Анализ технологичности конструкции детали «Крышка»

2. Выбор способа получения заготовки

3. Сравнительный анализ качества поверхностей детали и заготовки

4. Выбор типа и модели станка

5. Выбор контрольно-измерительного инструмента

6. Выбор смазывающей и охлаждающей жидкости (СОЖ)

7. Расчет припусков на механическую обработку

8. Расчет режимов резания

Введение

Технология в значительной степени определяет состояние и развитие производства. От ее уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для дальнейшего ускорения развития машиностроительной промышленности требуется разработка новых технологических процессов, постоянное совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов обработки и упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.

В системе образования курсовое проектирование по технологии приборостроения занимает особое место. Это самостоятельная работа студентов является наиболее важным этапом их подготовки к дипломному проектированию и в значительной степени определяет формирование технологической направленности будущих инженеров.

В настоящее время большое внимание должно уделяться современным аспектам проектирования - разработке технологических операций изготовления деталей при использовании автоматизированного оборудования: агрегатных станков, автоматических линий и станков с программным управлением. деталь станок инструмент жидкость

1. Анализ технологичности конструкции детали «Крышка»

Анализ технологичности необходимо производить с учетом следующих факторов, определяющих технологические требования к заготовкам: конфигурацию поднутренних и внутренних поверхностей, соотношение толщин стенок, конфигурацию наружных поверхностей, соотношение толщин стенок и габаритных размеров заготовки, глубины отверстий и их диаметры, геометрия наружных ребер, диаметры отверстий и резьб, расстояние между ними, радиусы скругления, уклоны, наличие и размеры платиков и бобышек.

Конструкцию детали следует отрабатывать на технологичность комплексно, учитывая зависимости от технологичности исходной заготовки детали, от каждого вида обработки в технологическом процессе изготовления, от технологичности сборочной единицы, в которую эта деталь входит как составная часть.

Проанализировав конструкцию детали «Крышка», с учетом ее функциональных назначений необходимо отметить:

в конструкции использованы унифицированные элементы формы детали, которые можно получить стандартным инструментом;

для ответственных поверхностей шероховатость R_a=3,2 мкм, остальные R_a=6,3 мкм;

ответственные размеры по 8-му квалитету точности, остальные по 12 квалитету;

соотношения диаметров отверстий и их глубины удовлетворяют требованиям технологичности;

деталь является симметричной, что улучшает ее технологичность.

С точки зрения технологичности деталь сконструирована правильно.

2. Выбор способа получения заготовки

В соответствии с рабочим чертежом детали выберем способ получения заготовки. Для изготовления детали «Крышка» используется материал: сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-12. Это высоколегированная деформируемая коррозионно-стойкая сталь на железно-никелевой основе. Сталь предназначена для работы в коррозионно-активных средах и при высоких температурах.

В таблице 1 и 2 представлены химические и физико-механические свойства.

Таблица 1-Химический состав стали 12Х18Н10Т.

марка	ГОСТ	Содержание химических элементов, %
		C	Cr	Ni	Ti
12Х18Н10Т	5632-72	0.12	18	10	менее 1.5

Таблица 2-Физико-механические свойства стали 12Х18Н10Т

Марка	ГОСТ	Наименование характеристики
		уТ	уВ	д, %	ан, кДж/м2	НВ
		МПа
12Х18Н10Т	5632-72	285	528	38	686	140-170

Самый оптимальный способ получения заготовки это литье по выплавляемым моделям, который широко применяется в приборостроении для изготовления отливок сложной конфигурации массой от нескольких граммов до 10-15 кг, с толщиной стенок 0,3-20 мм и более, с точностью размеров до 9-го квалитета при шероховатости поверхностей от 80 до 1,25 мкм (ГОСТ 2789-73).

Процесс литья по выплавляемым моделям заключается в изготовлении модели из легкоплавкого парафиностеаринового состава, которую покрывают тонкой керамической оболочкой, формуют, выплавляют в горячей воде, а в образовавшуюся полость заливают жидкий металл.

В приборостроении литьем по выплавляемым моделям получают отливки с толщиной стенок 2-2,5 мм.

В таблице 3 описан материал для пресс-форм.

Таблица 3 - Материал пресс-формы

Производство	Материал	Метод изготовления	Число заливок
Среднесерийное	Пластмассы и цинковые сплавы	Литье под давлением	500-1000

3. Сравнительный анализ качества поверхностей детали и заготовки

В результате проведенного анализа можно выделить поверхности заготовки, которые подлежат дополнительной обработке. Эти поверхности схематично представлены на рисунке 1.

Возможные способы обработки указанных поверхностей можно представить в виде графов, где указаны соответствующие методам обработки оптимальные квалитеты и шероховатость поверхности.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Обрабатываемые поверхности заготовки

4. Выбор типов и моделей станков

Для обработки поверхностей необходимо выбрать типы и модели станков. Начнем обработку поверхностей с закрепления заготовки по поверхности 6 (рисунок 1). С этой базы будет обрабатываться поверхность8 (подрезка торца). Также получим внутренние поверхности детали. Для этой цели подойдет маломощный токарно-револьверный станок с горизонтальной осью вращения револьверной головки.

Дальнейшую обработку заготовки будем производить по другой базе (по поверхности 7) на другом токарно-револьверном станке. Это необходимо для уменьшения времени подноладки.

Для получения шести отверстий (1 лист графической части) подойдет универсальный вертикально-сверлильный станок.

При выборе модели станка следует учитывать:

возможность установки требуемого для обработки детали количества режущего инструмента;

возможность получения на данном станке требуемой точности и шероховатости поверхности обрабатываемой детали;

наличие на станке необходимых дополнительных устройств;

возможность получения на станке оптимальных режимов резания и требуемой производительности.

С учетом выше перечисленных факторов выбираем для обработки поверхностей два токарно-револьверных станка с вертикальной осью револьверной головки 1Е316П и для сверления вертикально-сверлильный станок 2Н-150.

Технические характеристики станков представлены в таблицах 4 и 5 соответственно.

Таблица 4-Технические характеристики токарно-револьверного станка

Параметр	Модель 1Е316П
Наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой в патроне, мм над станиной над поперечным суппортом	250 80
Число позиций револьверной головки	6
Диаметр отверстия шпинделя	31
Диаметр отверстия в револьверной головке для крепления инструмента, мм	20
Частота вращения шпинделя, мин-1	100-4000
Подача: продольная, мм/об поперечная, мм/мни	0,04-0,4 20-300
Число поперечных суппортов	1
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	1,7/2,2

Таблица 5 - Технические характеристики вертикально-сверлильного станка

Параметр	Модель 2Н150
Максимальные размеры заготовки, мм	50
Скорость главного движения, об/мин	22,4-1000
Подача, мм/об	0,05-2,24
Мощность главного привода, кВт	7,5
Габаритные размеры станка, мм	13558902995
Масса станка, мм	1,88

5. Выбор контрольно-измерительного инструмента

Изделие, изготавливаемое по чертежу, подвергается контролю с помощью контрольно-измерительного инструмента. При этом определяется годность изделия, т.е. находится ли действительный размер в пределах поля допуска или вышел за его пределы. Процесс измерения неизбежно сопровождается погрешностями.

Для контроля детали «крышка», с учетом допусков контролируемой детали, выбираем следующий контрольно-измерительный инструмент:

индикаторный нутромер 10-18 ГОСТ 868-62;

штангенциркуль ШЦ-III-125-0,05 ГОСТ 166-89;

микрометр МК 0-25 ГОСТ 6507-78;

индикатор ИЧ 25 кл.1 ГОСТ 577-68.

6. Выбор смазывающей и охлаждающей жидкости (СОЖ)

Давно известно, что определенные жидкости могут облегчать процесс резания. В настоящее время в практике резания металлов используется значительное количество различных жидкостей. Однако выбор и применение этих жидкостей не всегда сопровождается максимальным экономическим эффектом.

Цель применения СОЖ - снижение изнашивания режущего инструмента, улучшение качества обрабатываемой поверхности и повышения производительности труда.

Применение СОЖ в процессе точения, как правило, оказывается эффективным при работе инструмента из всех инструментальных материалов.

По сравнению с резанием на воздухе, без СОЖ, технологические среды увеличивают стойкость резцов или позволяют повысить скорость резания при сохранении постоянной стойкости резцов.

Для детали из стали 12Х18Н10Т выбирают СОЖ:

при сверлении и обработке на токарно-револьверном станке 5%-ная эмульсия Э-2, масло индустриальное И-20А.

7. Расчет припусков на обработку резанием

Припуск на обработку слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в процессе ее обработки для обеспечения заданного качества детали.

Промежуточный припуск слой материала, удаляемый при выполнении отдельного технологического перехода.

Общий припуск слой материала, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов, т.е. всего процесса обработки данной поверхности от черной заготовки до готовой детали.

Припуск назначают для компенсации погрешностей, возникающих в процессе предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса изготовления детали.

Величину припуска для элементарной поверхности детали определяют расчетно-аналитическим методом или ориентировочным назначают по соответствующим справочным таблицам. Расчетные формулы приведены ниже.

Рассчитаю припуск на поверхность 2 (рисунок 1). Эта поверхность вращения. Минимальный припуск при обработке наружной поверхности вращения:

(1)

где высота микро неровностей для элементарной поверхности на предшествующем переходе, мкм;

h_i-1 глубина дефектного поверхностного слоя для элементарной поверхности на предшествующем переходе, мкм;

_i-1 суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе, мкм;

погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.

Технологический маршрут обработки поверхности 2 состоит из двух операций: чернового и чистового точения, выполняемые при одной установке обрабатываемой заготовки. Заготовка базируется на поверхности 7 (рисунок 1).Расчет припусков на обработку поверхности типа вал 20,5_-0,03 ведем в форме таблицы, в которую записываем технологический маршрут обработки вала и все значения элементов припуска (таблица 6).

Таблица 6 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку вала 20,5_-0,03 мм.

Технологические переходы обработки вала 20,5-0,03	Элементы припуска, мкм	2zmin, мкм	Расчетный размер dр, мм	Допуск , мкм	Предельные размеры, мм	Предельное значение припуска, мм
	Rz	h						dmin	dmax	2zmin	2zmax
Литье	30	170	213	-	-	21,562	200	21,36	21,56	-	-
Черновое точение	50	50	11	50	2419	20,724	84	20,64	20,72	0,72	0,84
Чистовое точение	-	-	-	2,5	2112	20,5	33	20,47	20,5	0,17	0,22
Итог:	0,89	1,06

Занесем в таблицу 6 значения R_z и h, характеризующие качество литых заготовок. Определили R_z=30 мкм, h=170 мкм (таблица 4.25 /1/). Так же найдем по таблице 4.27 /1/ значения для R_z и h. Занесем их в таблицу 6.

Суммарное пространственное отклонение для заготовки данного типа определяется по формуле:

. (2)

Коробление отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом сечение. Поэтому

мкм,

где d,l - диаметр и длина обрабатываемого вала. Значения удельного коробления _к для отливок нашли по таблице 4.29 /1/.

При определении _см в данном случае следует принимать во внимание точность расположения базовых поверхностей, используемых в принятой схеме установки, относительно обрабатываемой в этой установки поверхности.

Полное смещение отверстия в отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму смещений в двух взаимно перпендикулярных плоскостей:

мкм.

Суммарное пространственное отклонение заготовки

мкм.

Остаточное пространственное отклонение после чернового точения

мкм.

Погрешность установки при черновом точении:

. (3)

Погрешность базирования в рассматриваемом случае возникает за счет перекоса заготовки в горизонтальной плоскости при установки. Погрешность закрепления заготовки _з принимаем 50 мкм (таблица 4.37 /1/). Погрешность базирования равна 0 так как заготовка закрепляется в самоцентрующемся патроне.

Погрешность установки при черновом точении:

мкм.

Остаточная погрешность заготовки при чистовом точении:

мкм.

Минимальное значение межоперационного припуска

.

Минимальный припуск под точение:

черновое

мкм;

чистовое

мкм.

Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

Расчетный размер d_р определим:

мм;

мм.

Допуск на каждом переходе принимаются по таблицам 38 /1/ и 39 /1/, а также по квалитетам в приложении 6 /1/.

Общие припуски z_0min и z_0max определяют, суммируя промежуточные размеры, и записывают их значения под соответствующими графами:

мм;

мм.

Рассчитаем общий номинальный припуск и номинальный диаметр заготовки:

мм;

мм.

Проверяем правильность выполнения расчетов:

;

;

;

.

Построим схему расположения припусков (рисунок 2).

На все остальные поверхности операционные припуски принимаются аналогичными.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Схема расположения припусков и допусков на обработку вала

8. Расчет режимов резания

Глубина резания t: при черновой обработке (предварительной) назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке - в зависимости от размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности.

Скорость резания v: рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки, которые имеют общий вид

Значения коэффициента С_v и показателей степени, содержащиеся в этих формулах, так же как и периода стойкости Т инструмента, применяемого для данного вида обработки, приведены в таблицах для каждого вида обработки. Вычисленная скорость резания учитывает конкретные глубины резания, подачи и стойкости и действительна при определенных табличных значениях других факторов. Поэтому для получения действительного значения скорости резания v с учетом конкретных упомянутых факторов вводится поправочный коэффициент К_v. Тогда действительная скорость резания v=v_тб*К_v, где К_v - произведение ряда коэффициентов.

Стойкость Т - период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки, соответствует одноинструментной обработки.

Размещено на Allbest.ru

...