Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого»

Кафедра: «Технология машиностроения»

Курсовой проект

по дисциплине: «Размерный анализ технологических процессов»

на тему: «Разработка технологического процесса изготовления детали «Палец» с размерным анализом чертежа детали и техпроцесса её изготовления»

Выполнил студент гр. ТМ-41

Рисунок 1.1- Чертёж вала

Преобразование и проверка чертежа детали для выполнения размерного анализа. Размерный анализ начинается с преобразования чертежа и его проверки. В каждой из проекции чертежа размеры располагают только горизонтально. На рисунке 1.1 представлен чертеж вала .Для такой детали достаточным является выполнение двух проекций. Для преобразования чертежа в первой проекции (продольные размеры) вначале считают число поверхностей и осей отверстий, связанных продольными размерами; в данном случае их оказалось 14 (1 - 14). Затем строится сетка (рисунок 1.2), в которой должно быть 14 вертикалей и столько же горизонталей. Вертикали слева направо нумеруют теми же цифрами, что и на чертеже детали с добавлением в конце цифры 9.

Под сеткой располагается проекция чертежа с нанесенными номерами поверхностей и соединяют их с вертикальными линиями. На горизонталях сетки располагают продольные размеры.

Рисунок 1.2 - Преобразованный чертёж вала (первая проекция).

Под сеткой располагается проекция чертежа с нанесенными номерами поверхностей и соединяют их с вертикальными линиями. На горизонталях сетки располагают продольные размеры

Проверка показала, что число чертёжных размеров на единицу меньше, чем число поверхностей и осевых линий, которые этими размерами связаны.

По полученным данным можно сделать вывод, что преобразование чертежа детали не требется, т.к. в ходе анализа выявлено, что чертёж имеет все неоходимые размеры для изготовления детали.

Проводим проверку диаметральных размеров.

В преобразованном чертеже число осевых линий соответствует числу цилиндрических, поверхностей, и все осевые линии наносятся на сетку (рисунок 1.3).

На рисунке 1.1 конструктором не заданы технические требования отклонений по расположению поверхностей. Принимаем, что отклонения от соосности цилиндрических поверхностей не имеют решающего значения для сборки и работы данного вала и конструктор считает, что эти требования могут быть выдержаны по усмотрению технолога. Но это вовсе не означает, что отклонения от соосности могут быть сколь угодно велики. Поэтому не заданные чертежом отклонения соосности предусматриваются технологом в экономически разумных пределах и ограничиваются какими-либо заводскими или отраслевыми нормалями. На преобразованном чертеже эти связи отклонений соосности указывают после построения размерной схемы технологического процесса.

Число всех связей равно числу осей на сетке преобразованного чертежа.

По полученным данным анализа достаточности диаметральных размеров можно сделать вывод, что преобразование чертежа детали не требуется.

Рисунок 1.3 - Преобразованный чертёж вала (вторая проекция)

2. Выбор маршрута обработки отдельных поверхностей заготовки

Выбор маршрута обработки отдельных поверхностей заготовки производим исходя из требований рабочего чертежа и принятой заготовки.

Учитывая, что изготовление вала ведётся в условиях среднесерийного производства, обработку заготовки производим на универсальном оборудовании.

Назначаем маршрут обработки отдельных поверхностей заготовки:

- торцевую поверхности с шероховатостью Ra 20 мкм - получается точением.

- цилиндрическая поверхность Ш35f9 с шероховатостью Ra 5 мкм - получается 2-х кратной токарной обработкой - предварительное и чистовое точение с последующим шлифованием.

- все остальные поверхности получаем однократной обработкой.

3. Выбор заготовки

На выбор метода получения заготовки оказывают влияние: материал детали; ее назначение и технические требования на изготовление; объем и серийность выпуска; форма поверхностей н размеры детали.

Материал детали - сталь 45 ГОСТ 1050-88. Тип производства - среднесерийное. Назначение и технические требования на изготовление детали в рамках данного курсового проекта не известны.

Проанализировав исходные данные, возможность обработки отдельных поверхностей и получение данной детали «Вал» принимаем в качестве заготовки - поковку получаемую высадкой на ГКМ.

Данный метод получения заготовки обеспечивает технологичность изготовления из нее детали, а также обеспечивает получение требуемой формы отбельных поверхностей заготовки, которые впоследствии не обрабатываются.

Определение величин припусков на обработку и размеры заготовки. Определяем припуски методом, описанным в ГОСТ 7505-89

Исходные данные для проектирования: штамповочное оборудование - горизонтально ковочная машина; нагрев заготовки - индукционный.

1. Исходные данные по детали.

1.1. Материал - сталь 45 (по ГОСТ 1050-88)

1.2. Масса детали (т_д) определяется по ее чертежу 0,68 кг

2. Исходные данные для определения припусков, допусков и напусков.

2.1 Масса поковки (расчетная) определяется по [ГОСТ 7505, с.8]

М_п=К_р*т_д ;

К_р = 1,3 - расчетный коэффициент [ГОСТ 7505, табл.20]

М_п =1,3*0,68 = 0,884 кг

2.2 По [ГОСТ 7505, табл.19] определяем: класс точности Т4 (см. рис.4, табл.19)

2.3 Материал - сталь 45. Массовая доля углерода 0,45% .

Группа стали - М2.

2.4 Для определения степени сложности определим массу фигуры, в которую вписывается поковка

V_ф = 1,05^{3 3}

М_ф=V_ф*с =* 7,8 = 1.392 кг.

Степень сложности С1, т.к. по приложению 2 [3] (см. рис.4)

М_П/М_ф >0.63

2.5 Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская)

2.6 Исходный индекс - 9 (см. табл.2).

3. Припуски и кузнечные напуски.

3.1 Основные припуски на размеры (см. табл.3), мм:

1.1 - диаметр 45 и чистота поверхности Ra 63;

1.3 - диаметр 35 и чистота поверхности Ra 5;

1.3 - толщина 10 и чистота поверхности Ra 10;

1.3 - толщина 87 и чистота поверхности Ra 20.

3.2 Дополнительные припуски, учитывающие:

- смещение поковки по поверхности разъема штампа - 0,2 мм (см. табл.4);

- изогнутость и отклонения от плоскостности и прямолинейности - 0,5 мм (см. табл.5);

3.3 Штамповочный уклон (см. [3, табл.18]): на наружной поверхности - 0°; на внутренней поверхности -1°.

4. Размеры поковки и их допускаемые отклонения (см. рис.7).

4.1. Размеры поковки, мм:

диаметр 45+2*(1,1+0,2+0,5)=48.6 мм принимаем 49 мм;

диаметр 35+2*(1,3+0,2+0,5)=39 мм;

толщина 10+1,3+0,2+0,5=12 мм;

толщина 87-1.3+1.3+0,2+0,5=87.7 мм принимаем 88 мм.

4.2 Радиус закругления наружных углов при глубине ручья 10 - 25 мм по табл.7 -- 1,6 мм (минимальный) принимается 2 мм, а радиус закругления внутренних углов 3 мм.

4.3 Допускаемые отклонения размеров (см. табл.8), мм:

диаметр ; диаметр ; толщина; толщине

Рисунок 3.1 - Эскиз заготовки

4. Выбор технологических баз

Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертёж детали, вид заготовки, условия работы узла в механизме.

В качестве черновой базы используем наружную поверхность поковки Ш49 мм и левый торец заготовки. Для исходной заготовки целесообразно «Токарную операцию» выполнять за один установ. При этом выбранная черновая база позволяет подрезать правый торец, выполнить токарную черновую и чистовую обработку, проточить канавку, снять фаску просверлить отверстие Ш9 мм.

Для фрезерования шпоночного паза базирование производим в призме. В качестве чистовой базы используется наружная цилиндрическая поверхность Ш35 мм с упором в торец. Для сверления отверстия диаметром Ш4 мм базирование производим аналогично шпоночной операции. Шлифование заготовки производится методом бесцентрового шлифования.

5. Обоснование принятого маршрута изготовления детали в целом

Учитывая, что изготовление вала ведётся в условиях среднесерийного производства, используем для выполнения токарных операций универсальный токарно-винторезный станок 16К20. Используя технологический принцип концентрации операций, проектируем на первую операцию выполнение подготовительных по назначению операций (подрезка торца) и основных по назначению операций (черновая токарная обработка). На второй операции проектируем выполнение чистовых по назначению операций (чистовая токарная обработка). На третьей операции проектируем доводочные операции - доведение поверхностей до Ш35f9 с шереховатостью Ra 5 мкм.

К дополнительным операциям, выполняемым на этой детали, относятся сверление и нарезание резьбы в осевом отверстия, фрезерование шпоночного паза.

чертеж деталь конструкторский заготовка

6. Размерный анализ техпроцесса изготовления детали

Расчет значений припусков и конструкторских размеров, обеспечиваемых спроектированным технологическим процессом.

Для этого по размерной схеме технологического процесса и графу технологических размерных цепей находится соответствующая размерная цепь (таблица 7.1). Записывается уравнение размерной цепи и рассчитывается значение замыкающего звена.

Таблица 7.1 - Расчет значений припусков и конструкторских размеров

Результаты расчетов показывают следующее.

Технологический процесс изготовления вала не обеспечивает получение конструкторских размеров K1, K2, K3 являющиеся замыкающими звеньями в размерных цепях с составляющими звеньями А01 ,А11 , Z1.

Расчетная погрешность этого конструкторского размера превышает допуска на его изготовление. Для обеспечения заданных по чертежу предельных отклонений размера необходимо повысить точность обработки путём занижения режимов резания (для уменьшения полей допусков соответствующих технологических размеров) в допустимых пределах оборудованием и видом обработки, а затем откорректировать номинальные значения соответствующих технологических размеров. Остальные конструкторские размеры при изготовлении оси выдерживаются.

Обратимся теперь к анализу расчетных значений припусков на обработку.

Минимальные значения припуска Z1 достаточны для обеспечения требуемого качества поверхностей; колебание значения этого припуска невелико, что обеспечит достаточно стабильные условия обработки.

Минимальное значение припуска Z2 является недостаточным, что может привести к браку по качеству поверхностного слоя (на части заготовок будет сохраняться чернота). Минимальное значение припусков Z3 составляет всего -1,135 мм, что является недостаточным для удаления дефектного слоя.

Таким образом, рассмотренный технологический процесс должен быть признан неудовлетворительным, требующим соответствующей корректировки.

Решение технологических размерных цепей по диаметральным размерам. Решение такого рода цепей незначительно отличается от расчёта размерных цепей по продольным размерам. Отличие в основном заключается в том, что определяемые по нормативам припуски и допуски необходимо пересчитать на радиусные. После определения размерных параметров их значения необходимо удваивать, переходя к диаметральным.

Порядок расчёта зависит от того, что является замыкающим звеном - конструкторский размер или припуск.

С чертежа детали выписываем значения радиусов

Р1=25 min мм.

Р2= мм.

Р3= мм.

Р4= мм.

Р5= мм.

Принимаем, что припуски равны

Z₁= Z₄₌ 1,5 мм

Z₂= Z₃=0,5 мм

Z₅= 1.15 мм

Допуск соосности д=±0,05 мм.

По размерной схеме технологического процесса и графу технологических размерных цепей находится соответствующая размерная цепь (таблица 7.2). Записывается уравнение размерной цепи и рассчитывается значение замыкающего звена.

Таблица 7.2 - Расчет значений припусков и технологических размеров

Минимальные значения всех припусков, достаточны для обеспечения требуемого качества поверхностей, что обеспечит достаточно стабильные условия обработки.

Значения технологических размеров отличаются от принятых на суммарные величины максимальных допусков. Присутствует эффект «снежного кома», т.к. неизвестные технологические размеры находятся из ранее найденных или принятых по нормативам со своими отклонениями.

Таким образом, рассмотренный технологический процесс должен быть признан неудовлетворительным, требующим соответствующей корректировки.

Выводы

В данном курсовом проекте был проанализирован и отработан на технологичность выданный по заданию чертёж готовой детали типа «Палец». Затем спроектирован технологический процесс изготовления детали, рассчитаны припуски и выбрана заготовка для изготовления детали. Далее проведён размерный анализ техпроцесса изготовления детали.

В общем можно сделать вывод по проведенному размерному анализу, что спроектированный техпроцесс неудовлетворителен к исполнению и требует корректировки или проектирования нового.

Полученные отклонения размеров K1 , K2, K3 значительно превышают заданные конструктором. Корректировка заключается в повышении точности обработки поверхностей и пересмотр отклонений на другие технологические размеры. Для разработки нового техпроцесса изготовления детали конструктору совместно необходимо пересмотреть допуск на размер K8., применение другой последовательности и концентрации операций и использование для этого другой техоснастки, приспособлений, оборудования (например, обрабатывающие центры). Но в условиях мелкосерийного производства это может оказаться экономически нецелесообразно.

Литература

1. Практическое пособие к выполнению практических, расчётно- графических и контрольных работ по курсу «Технология машиностроения» для студентов спец. Т.03.01.00-«Технология, оборудование и автоматизация машиностроения». - Гомель: ГГТУ им. П.О. Сухого, 2000, -- 71 с.

2. Скворцов В.Ф. Основы размерного анализа технологических процессов изготовления деталей: Учебное пособие. -Томск: Изд. ТПУ, 2006. -100 с.

3. Размерный анализ технологических процессов / В.В. Матвеев, М.М. Тверской, Ф.И. Бойков и др. - М.: Машиностроение, 1982. - 264 с., ил. - (Б-ка технолога).

4. Справочник технолога. Машиностроение, в 2-х т, Т. 2 / под редакцией А.Г. Костювой и Г.К. Мещерякова . Машиностроение, 1986-496 с.

Размещено на Allbest.ru