Технологический процесс механической обработки детали «Стакан верхней опоры»

Введение

 

Технология машиностроения – одна из ведущих отраслей народного хозяйства нашей страны. Темпы роста промышленности все возрастают.

Еще с древних времен постепенно создавался прообраз современной металлообработки. Совершенствование в этой области продолжается по сей день, нельзя сказать, что процесс «эволюции» завершен. Каких бы целей не достигли, всегда будем стремиться  еще дальше.

Научно-технический прогресс, стремительно охватил все сферы жизнедеятельности  цивилизации. В XXI веке человеческое общество немыслимо без машин и промышленных роботов, облегчающих и заменяющих человеческий труд. В жизни человека машина служит средством, с помощью которого выполняется тот или иной технологический процесс, конечным результатом которого являются культурные и материальные блага.

Основным направлением развития машиностроения сегодня является повышение эффективности производства и качества изделий во всех отраслях.

Тема моего курсового проекта  «Технологический процесс  механической обработки детали «Стакан верхней опоры»». Основными целями данного проекта являются правильное применение теоретических знаний, использование практического опыта работы на машиностроительном предприятии для решения технологических и конструкторских задач и подготовка к выполнению дипломного проекта.

 

 

 

 

 

 

 

1 Общая часть 

 

1.1 Назначения детали. Описание ее работы в изделии

 

Деталь «Стакан» является частью конструкции вентилятора,  который используют в аппаратах точного высева семян.

Аппарат высевающий состоит  из корпуса, в котором на подшипниках монтируется колесо. Вращение колеса осуществляется звездочкой, закрепленной на колесе. На колесе крепится сменный диск с отверстиями для высева семян. Вакуумная полость образуется между диском и колесом. Отсос воздуха осуществляется через центральное отверстие в колесе, пазы в валу, отверстие в корпусе и штуцер, закрепленный на корпусе. Внутри отверстия вала колеса размещается узел заслонки, предназначенный для перекрытия отверстия на диске в момент съема семян с диска. Наружный конец оси узла заслонки крепится от поворота в кронштейне.

Стакан выполняет функции несущей  конструкции.

Стакан – корпусная деталь, внутри которой крепятся подшипники. Они  являются опорой для ведомого вала, на этом валу крепятся колесо вентилятора  и шкив ременной передачи.

На детали имеется резьбовое  отверстие М12 – 7Н. Через кронштейн стакан закрепляется винтом, чтобы обеспечивать необходимый натяг ремней. Резьбовое отверстие М10х1 – 7Н используют для смазки пресс-масленкой подшипников во время работы вентилятора. Четыре отверстия Ø 13, через которые стакан болтами крепится к планке, позволяют детали корректировать свое положение относительно оси вала при смещении, сохраняя необходимый натяг ремней привода.

 

 

 

1.2 Описание материала детали

 

Деталь «Стакан» изготовлена из конструкционной углеродистой качественной литейной стали 45Л ГОСТ977 – 88.

Качественные углеродистые стали выплавляют кислотно-конвертерным способом, в мартеновских электропечах.  Такие стали выпускаются в виде проката, штамповок, отливок и других полуфабрикатов, отличающихся разнообразием форм и размеров.

Сталь 45Л ГОСТ977 – 88 применяется  для изготовления деталей небольшого размера типа кулачков, толкателей, малонагруженных шестерен. Обладает хорошей пластичностью, достаточной  твердостью и прочностью, а также технологичностью в обработке, сравнительно дешева.

 

Химический состав

Марка	Содержание углерода [С], %	Содержание марганца [Mn], %	Содержание кремния [Si], %	Содержание примесей
				Сера [S], %	Фосфор [P], %
Сталь 45 Л	0,42 – 0,50	0,50 – 0,80	0,17 – 0,37	0,06	0,06

 

Механические свойства отливок  из Стали 45 Л

Предел текучести σТ, кГ/мм2	32
Предел прочности при растяжении σВР, кГ/мм2	55
Твердость НВ, кГ/мм3	≥153
Относительное удлинение образца  при разрыве δ, %	12
Относительно сужение площади  поперечного сечения образца при разрыве ψ, %	20
Ударная вязкость при надрезе образца  аН, кГ/мм2	3,0

 

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

 

Технологичность – является одним  из основных свойств конструкции изделия, позволяющее снизить трудоемкость его изготовления и себестоимость. Конструкция детали считается технологичной, если она позволяет в полной мере использовать для изготовления наиболее экономичный технологический процесс, обеспечивающий ее качество и удовлетворяющий служебному назначению. Такой технологический процесс, при соблюдении всех эксплуатационных качеств, обеспечивает минимальную трудоемкость изготовления, материалоемкость, себестоимость, а также возможность быстрого освоения выпуска изделий в заданном объеме и использование современных методов обработки.

Технологичность конструкции деталей  обуславливается:

- рациональным выбором исходной заготовки и материала;

- технологичностью формы детали;

- рациональной простановкой размеров;

- назначением оптимальной точности размеров.

Характеристику поверхностей, подлежащих механической обработке приведем в таблице 1.

 

Таблица 1 – Характеристика поверхностей детали «Стакан», подлежащих механической обработке

Наименование поверхности Обозначение	Кол-во поверх-ностей	Кол. униф. поверх-ностей	Квалитет точности	Шероховатость поверхности Rа, мкм
1	2	3	4	5
Внутренние цилиндрические поверхности
А Ø72	2	2	7	1,25
Б Ø67	1	-	14	12,5
Продолжение таблицы 1
1	2	3	4	5
В Ø5	1	1	14	12,5
Е Ø13	4	4	14	12,5
Резьбовые отверстия
Г М12 – 7Н	1	1	13	4
Д М10х1-7Н-9х12	1	1	13	12,5
Торцевые поверхности
Ж L140	4	-	14	12,5
З L10	2	2	14	12,5
К L60	1	-	14	4
Л L60	1	-	14	4
Фаски
И 1х45о	3	-	14	12,5
М 1х45о	1	1	14	12,5
ИТОГО:	22	12	-	-

 

Рисунок 1 – Поверхности, подвергаемые механической обработке

Для определения степени  технологичности рекомендуется  использовать следующие показатели (стр. 9-10 [2]):

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов, К_у.э., рассчитываем по формуле:

 

> 0,6

(1)

 

где  N_у – число унифицированных элементов;

N_о – общее количество обрабатываемых поверхностей.

<  0,6 – деталь не технологична

2. Коэффициент использования материала, К_им, рассчитываем по формуле:

 

³ 0,7

(2)

 

где m_д – масса детали, кг;

m_з – масса заготовки, кг.

 – деталь технологична.

3. Коэффициент точности, К_т, рассчитываем по формуле:

 

> 0,8

(3)

 

где А_ср – средний квалитет точности.

Средний квалитет точности, А_ср,  рассчитываем по формуле:

 

(4)

 

где n_i – количество элементов данного квалитета точности.

 > 0,8 – деталь технологична

4. Коэффициент шероховатости, К_ш, рассчитываем по формуле:

 

< 0,32

(5)

 

где Б_ср – среднее арифметическое значение шероховатости обрабатываемых поверхностей по параметру R_а.

Среднее арифметическое значение шероховатости обрабатываемых поверхностей по параметру R_а, Б_ср мкм,  определим по формуле:

 

(6)

 

 мкм

< 0,32 – деталь технологична.

 

 

 

 

 

 

2 Технологическая часть

 

2.1 Определение типа  производства

 

Для данного объема выпуска изделий  предпочтительным является среднесерийное производство (стр. 11, табл. 3.1 [2]).

Среднесерийное производство характерно сравнительно большими объемами выпуска  изделий: от 1000 до 10000 шт, небольшой номенклатурой и частой повторяемостью выпуска.

Применяемое оборудование: универсальные станки с ручным управлением, для черновых и отделочных операций; станки с ЧПУ; переналаживаемые станки полуавтоматы, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, часто с механизированным приводов зажима, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделий; гибкие производственные системы, состоящие из станков с ЧПУ, полуавтоматов и промышленных роботов.

Режущий инструмент: стандартный и  специальный.

Мерительные инструменты и приспособления: предельные (основные); для контроля  сложных деталей применяют контрольные приспособления или контрольно-измерительные машины с ЧПУ.

Квалификация рабочих: средняя  – 3 и 4 разряды (стр. 12 [2]).

 

 

2.2 Выбор заготовки

 

2.2.1 Расчет общих промежуточных  припусков и размеров заготовки

 

1. Сравним два варианта исходной заготовки:

- заготовка из квадратного проката ГОСТ 2591 – 71;

- заготовка, полученная методом литья в металлические формы (в кокиль) ГОСТ 977 – 93. Кокиль разъемный с металлическим стержнем.

 

2. На эскизе обозначим поверхности заготовки, на которые назначим припуски.

                   а)                                                          б)

Рисунок 2

а) – поверхности заготовки из проката, б) – поверхности отливки

 

3. Определим число технологических переходов, необходимых для обработки в зависимости от шероховатости по R_a (cтр. 92, табл. 3 [16]):

- метод обработки торцов А и Б – торцевое точение – необходимо выполнить 2 перехода (черновое и чистовое точение) для достижения шероховатости R_z20;

- на поверхности В, Г, Д, Е, З, имеющие шероховатость R_а12,5, необходим 1 переход – торцевое фрезерование;

- для обработки отверстия Ж  потребуется 1 переход – растачивание.

 

Расчет общих и промежуточных  припусков произведем по следующим  формулам:

Минимальный промежуточный припуск:

- для плоских поверхностей

 

Z_imin = R_zi-1 + h_i-1 + Δ_i-1 + ε_уi               (7)

 

- для цилиндрических поверхностей

 

2Z_imin = 2·(R_zi-1 +h_i-1 +

)                    (8)