Технология машиностроения

Введение

 

Эффективность и производительность труда определяется техническим  уровнем производства, который повышается с внедрением автоматического и  полуавтоматического оборудования, агрегатных и специальных станков  и других видов прогрессивного оборудования, на котором можно качественно  выполнять различные виды технологических  операций, в том числе и обработку  резанием. Обработка резанием составляет около 30% всех процессов используемых в машиностроении, поэтому повышению  эффективности процессов резания  оказывает решающее влияние на рост производительности труда в машиностроение. Обработка резанием является сложным  процессом, характеризующимся комплексным  влиянием различных факторов, без  учета изменения которых невозможно эффективное использование технологического оборудования. Это означает, что  решение задачи создания и применения автоматических систем оптимального управления операциями механической обработки  является актуальным. Принцип работы таких систем основан на использовании  получаемой информации о состояние  техпроцесса резания с целью  соответствующего управления параметрами  обработки таким образом, чтобы  получить деталь высокого качества, и  требуемой точности с наибольшей производительностью и эффективностью обработки. В зависимости от технологических  задач решаемых с помощью автоматических систем управления, обусловливается выбор управляемых и управляющих параметров, что в свою очередь определяет структуру систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Общее положения

1.1Описание конструкции и служебного назначения детали

Шкив является одной из основных деталей клиноременной  передачи. Он передает крутящий момент с одного вала к другому. Конструкторской  базой данного шкива является центральное сквозное отверстие 40Н7 .К этому отверстию

предъявляется самые большие  технические требования. Точность соответствует 

7-му квалитету, шероховатость  Ra = 1,25мкм. Передача крутящего момента производится с помощью призматической шпонки, которая входит в шпоночный паз отверстие М8-7Н в которое вворачивается стопорный винт . На ступице имеются две лыски под гаечный ключ. С помощью ключа можно вручную проворачивать клиноременную передачу при наладке

механизма. Материал 1412-85. Этот чугун предназначен для изготовления деталей средней прочности (станины, корпуса, крышки, шкивы).

 

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, %

С	Si	Мп	Р	S	Си	Сг
3,5-3,7	2,0-2,4	0,5-0,8	0,3-0,6	<0,15	0,5	0,4

 

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

 

Твердость НВ 170...229

Предел прочности при растяжении бв=18 ^кгс/_мм²

Предел прочности при изгибе б_и=36 ^кгс/_мм²

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Хорошие литейные свойства. Обладает большой жидкотекучестью,

 не склонен к образованию литейных трещин, раковин.

Обрабатываемость резанием:

а) быстрорежущая сталь Kv=1.0

б) твердый сплав Kv = 1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Технологический контроль чертежа детали и анализ детали на технологичность.

Так как материал плотва серый чугун СЧ 18, то заготовку  можно получить простыми методами литья, широко применяемыми на машиностроительных предприятиях. Например литьём в разовых песчано-глинистых формах. Серый чугун СЧ 18 хорошо обрабатывается всеми видами режущего инструмента. Высокая жёсткость детали позволяет вести обработку на высоких режимах резания и применять много инструментальную обработку. Например токарные многорезцовые полуавтоматы.

Конструкция шкива состоит  из стандартных и унифицированных  конструктивных элементов. Это дает возможность в основном применять  стандартный режущий и контрольный  инструмент. Наличие центрального сквозного  отверстия диаметром 40Н7 даёт хорошую  технологическую базу для операций последующих за токарно-револьверной операцией, где будет окончательно обработано отверстие диаметром 40Н7. Это повысит точность обработки  шкива, так как отверстие 40Н7 является конструкторской базой.

Точность размеров, шероховатость  поверхностей позволяют применять  универсальные и специализированные станки нормальной точности.

Можно сделать заключение, что шкив является технологичной  деталью.

Отверстие диаметром 40Н7 по точности соответствует 7-му квалитету  точности, шероховатость Ra 1,25. Для получения этих технических требований необходимо обработку отверстия вести в несколько проходов. Например: растачивание, зенкерование, развёртывание.

Ширина шпоночного паза по точности соответствует 9-му квалитету  точности, шероховатость Ra 3,2. Для получения этих технических требований обработку шпоночного паза необходимо вести с помощью шпоночной протяжки.

Остальные поверхности можно  обрабатывать в один проход, так  как размеры соответствуют 12... 14-му квалитету, а шероховатость Ra 6,3 

 

1.2 Характеристика  заданного типа производства

 

Для предварительного определения  типа производства можно использовать годовой выпуск 10000 штук и массы  детали 2,4 кг по табл. 3,1, [2] стр. 24.

(Зависимость типа производства  от объёма выпуска и массы  детали.)

		Тип производства
	Единичное	Мелкосерийное	Среднесерийное	Крупносерийное	Массовое
<1,0	<10	10-2000	1500-100000	75000-200000	200000
1,0-2,5	<10	10-1000	1000-50000	50000-100000	100000
2,5-5,0	<10	10-500	500-35000	35000-75000	75000
5,0-10	<10	10-300	300-25000	25000-50000	50000
>10	<10	10-200	200-10000	10000-25000	25000

 

Серийное производство характеризуется  ограниченной номенклатурой изделий, изготовленных периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим  объёмом выпуска, чем в единичном  типе производства.

При серийном производстве используется универсальные станки, оснащенные как специальными, так  и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет  снизить трудоёмкость и себестоимость  изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления: изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные самостоятельные  операции, выполненные на определённых станках.

При серийном производстве обычно применяются универсальные, специализированные, агрегатные другие металлорежущие станки.

При выборе технологического оборудования специального или специализированного, дорогостоящего приспособления и инструмента, необходимо производить расчёты  затрат и сроков окупаемости, а также  ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и  технологического оснащения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2.Выбор вида  и метода получения заготовки, экономическое обоснование выбора заготовки

Так как материал шкива - серый чугун, то заготовку можно  получить только методом литья. Так  как производство серийное то из всех возможных методов литья возьмем  литье в песчано земляные формы по металлическим моделям с машинной формовкой. Этот способ литья широко используется на машиностроительных предприятиях.

Припуски и допуски  на отливку будем определять по ГОСТ 1855-55. Учитывая серийный тип производства, из трех классов точности литья, возьмем класс I Точность размеров литья соответствует 1 5 ... 1 6му квалитету, шероховатость Ra = 100 мкм, литейные радиусы 3. . .5 мм, литейные уклоны 2. . .3° Расчетные размеры с допусками отливки:

D_р40 = D_H - 2Z = 40 - 2 * 2 = 0.3

D_р70 =Dн + 2Z = 70-2*2.5 = 0.4

D_р126,6 =Dн +2Z = 126.6-2*2.5 = 0.6

D_p102 = D_H +2Z = 102-2-2.5 = 0.6

 

L_p11 = L_H -2Z = 11-2*2 = 7±0,3

L_p22 =Lн +2Z = 22+2*2 = 26±0,3

L_p60 =Lн +2Z = 60+2*2 = 64±0,4

 

Масса заготовки (отливки)

М_заг = у* (v₁+ v₂ - v₃ - v₄ - v₅) = 0,00785* [13,16²* 2,6 + 7,5² * 3,8 - 3,6² * 6,4-(13,16² * 10,7²)*0.7] = 2.9кг.

 

Коэффициент использования  материала

КИМ === 0,83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.Выбор и обоснование технологических баз

 

       В качестве черновой технологической базы^ для первой операции механической обработки (токарно-револьверной) возьмем наружную цилиндрическую поверхность отливки Ø0,6

     Для осевой ориентации заготовки будем попользовать крайний торец отливки, расположенный слева при установке в 3-х кулачковый патрон.

На этой операции окончательно обработаем отверстие 40Н7 и свободный  крайний торец отливки.

        Так как центральное сквозное отверстие 40Н7 является конструкторской базой, то на всех последующий. операциях в качестве чистовой технологической базы будем брать это отверстие.

        Постоянство чистовой технологической базы и совладение конструкторской и технологической баз повысит точность обработки шкив.

        Для осевой ориентации заготовки будем брать один из крайних торцов детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

  2.4 Разработка  маршрута механической обработки  детали с выбором оборудования  и станочных приспособлений.

Операция 010 токарно-револьверная

Токарно-револьверный станок 1Е365

Закрепление заготовки в 3^х кулачковом патроне

 

-Подрезать торец на  ступице: обработать отв.  Ø40Н7 в 3 перехода (растачивание, зенкерование, развертывание) ; обработать Ø70h14; снять фаску

 

Операция 020 протяжная

Протяжной станок 7655

Установка заготовки на центрирующую оправку.

 

-Протянуть шпоночный  паз.

 

Операция 030 Токарно автоматная

Токарный многорезцовый  станок 1Н713

Установка заготовки на оправку  и закрепление 3^х кулачковым патроном.

 

-Подрезать торцы; точить  Ø126,6h14; точить канавку под клиновой ремень.

 

Операция 040 фрезерная

Фрезерный станок 6Р81

Закрепление заготовки в специальном приспособлении.

 

-фрезеровать одновременно 2 уступа

 

Операция 050 сверлильная

Сверлильный станок 2Н125

Закрепление заготовки в  сверлильном кондукторе

 

-Сверлить отв. Ø6,7Н12 и  снять фаску 1х45^о

 

Операция 060 резьбонарезная

Сверлильный станок 2Н125

Закрепление заготовки на специальной подставке

 

-нарезать резьбу М8-7Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Разбивка операций  на технологические переходы  и рабочие ходы, на 1-2 поверхности из рассмотренных операций определить операционные и промежуточные припуски аналитическим методом н  а    остальные-таблично

Аналитическим методом сделаем  расчет на обработку отверстий 40Н7, Это отверстие будем обрабатывать на токарно-револьверном станке в три прохода-

растачивание, зенкерование и развёртывание  

Переходы	Элементы припуска , мкм				Расчетный припуск,мкм	Расчетный размер мм	Допуск мкм	Предельный размер, мм		Предель-ный припуск, мкм
	Rz	Т	ρ	£				Наим	Наиб.	Наям	Наиб
1.Заготовка (отливка)	Rz+Т=600		630			36,976	600	36,4	37
2.Растачивание	50	50	40	300	2*1300	39,576	210	39.37	39.58	2580	2970
3.Зенкерование	30	40	2	0	2*140	39,856	100	39,76	39,86	280	390
4.Развертывание	5	10	0	0	2*72	40	25	40	40.025	165	240

 

Величины R_z и Т, характеризующие качество поверхности, для отливки определяем по таблице 20, стр. 191, для растачивания, зенкерования и развёртывания по таблице 24 стр. 195 [ з ]  

Суммарное значение пространственных отклонений для отливки определяем по формуле (стр. 192)

р = == 0.63мм

коробление отливки

р_кор=L*Δ_к=131,1*(1…2)=131,6…263,2мкм

принимаем р_кор = 200мкм

Смещение стержня р_см=0,6мм (стр. 192) остаточная

пространственная погрешность:

-после растачивания

 р_зенк=К_у*р_раст=0,06*63=40мкм

-после зенкерования

р_зенк=К_у*р_раст=0,05*40=2мкм

Погрешность установки отливки  в 3-х кулачковом

патроне ɛ= 300 мкм (т. 19 стр. 66)

Для зенкерования и развёртывания  ɛ=0, так как

обработка отверстия ведётся  без переустановки заготовки.

—для растачивания

2Zmin = 2( +) = 2(600 +) = 2*1300мкм

—для зенкерования