Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Федеральне агентство з освіти
ГОУ ВПО «Магнітогорський державний університет
Кафедра загальнотехнічних дисциплін
Курсова робота
"Проектування технологічного процесу виготовлення" Тяги "
Магнітогорськ 2009
Зміст
Введення
1. Вихідна інформація для проектування технологічних процесів виготовлення деталей машин
1.1 Опис конструкції
1.2 Аналіз вихідної технологічної інформації
2. Проектування технологічного процесу механічної обробки деталі
2.1 Розробка маршрутної технології обробки деталі
2.2 Визначення припусків на обробку деталі
2.3 Вибір технологічного оснащення
Висновок
Список літератури
Введення
Практика показує, що гарантована якість виготовлення, обслуговування та капітального ремонту машин та апаратів хімічного виробництв, папероробної обладнання машин і механізмів лісозаготівельного обладнання, деревообробних верстатів, тягових лісозаготівельних машин у вирішальній мірі залежить від точності, класу чистоти і мікрорельєфу робочих поверхонь базисних деталей. Ці параметри витримуються в заданих межах лише за тієї умови, що розробка технологічного процесу на механічну обробку деталі задовольняла вимогам надійності, довговічності, точності виготовлення і складальних робіт, технологічності виробничих процесів, а так само підвищення одиничної потужності.
1. Вихідна інформація для проектування технологічних процесів виготовлення деталей машин
1.1 Опис конструкції
1.1.1 Призначення деталі
Тяга - це частина машини або споруди, підвладна розтягуючим навантажень. Зазвичай стрижень круглого або прямокутного перерізу, а також уголкового, таврового або іншого профілю.
1.1.2 Конструкція
Дана деталь виготовляється з гарячекатаного прокату (коло) діаметром 69 мм і загальною довжиною 126 мм. Дана деталь має 8 поверхонь, без урахування фасок:
Хімічний склад сталі 45 (ГОСТ 1050-74), (див. табл. 1)
Таблиця 1
Вуглець | Кремній | Марганець | Сірка | Фосфор | Хром | Нікель | Мідь |
0,42-0,50 | 0,17-0,37 | 0,50-0,80 | 0,04 max | 0,035 max | 0,25 | 0,3 | 0,3 |
Механічні властивості сталі 45 (1050-88), (див. табл. 2)
Таблиця 2
Межа плинності Н / мм 2 кгс / мм 2 | Тимчасовий опір Н / мм 2 кгс / мм 2 | Відносне подовження | Відносне звуження |
% | |||
355 (36) | 600 (61) | 16 | 40 |
1.2 Аналіз вихідної технологічної інформації
1.2.1 Аналіз точності виготовлення деталі і обгрунтування технічного вимоги
Так як дана деталь є «тягою» отримана розточуванням заготовки з гарячекатаного прокату, на токарному верстаті по металу, то всі поверхні у заготівлі обробляються.
У деталі буде тільки одна поверхня з шорсткістю , Інші мають шорсткість .
1.2.2 Аналіз технологічності конструкції деталі
Дана конструкція деталі є жорсткою і вібростійкою при обробки;
На даній деталі передбачені надійні технологічні бази і місця кріплення;
Є чітке розмежування оброблюваних поверхонь;
Отвір перпендикулярно до площини торців;
Отвір глухе, але в ньому передбачений запас довжини на стік різьби, розміщення мітчиком;
В отвір під різьбу передбачена Заходне фаска;
На деталі використовується різьблення діаметром;
Деталь, на одній зі стадії обробки, крім, розточування на токарному верстаті, так само пройшла фрезерну розточення;
На основі проведеного аналізу можна зробити висновок про технологічність цієї деталі «тяга».
1.2.3 Аналіз робочого креслення
Спроектуємо технологічний процес обробки тяги. Обсяг випуску деталей - 30 шт. Матеріал - сталь 45.
Рис. 1. Робочий ескіз
На першому етапі проектування (аналіз вихідних даних) необхідно здійснити аналіз робочого креслення деталі і технічних вимог на виготовлення. Виявити відповідність заданих вимог точності і якості оброблюваних поверхонь службовому призначенням деталі. Всі розміри креслення в послідовності підрахунках будуть вказані з відповідними допусками на виготовлення.
Аналізуючи всі поверхні заданої деталі - «тяги», представимо його діаметральні і лінійні розміри в табличній формі. (Див. табл. 3).
Таблиця 3. Відповідність параметрів шорсткості оброблюваної поверхні ступеня точності (квалітету)
№ | Характеристика поверхні | Шорсткість Ra, мкм | Квалітет точності | Допуски розмірів, мм |
Діаметральні розміри зовнішні | ||||
1 | Діаметр 60 мм | 6,3 | 8 | -0,046 |
2 | Діаметр 55 мм | 6,3 | 8 | -0,046 |
Діаметральні розміри внутрішні | ||||
3 | Отвір, діаметр 56 мм | 6,3 | 8 | +0,046 |
4 | Отвір, діаметр 52 мм | 6,3 | 8 | +0,046 |
5 | Отвір, діаметр 47 мм | 6,3 | 8 | +0,039 |
Лінійні розміри | ||||
6 | Розмір 40 мм | 6,3 | 8 | ± 0,039 |
7 | Розмір 37 мм | 6,3 | 8 | ± 0,039 |
8 | Розмір 22 мм | 3,2 | 7 | ± 0,021 |
9 | Канавка (глибина) 11 мм | 6,3 | 8 | ± 0,033 |
10 | Розмір 10 мм | 6,3 | 8 | ± 0,022 |
11 | Розмір 5 мм | 6,3 | 8 | ± 0,018 |
12 | Розмір 2,31 | 6,3 | 8 | ± 0,014 |
Уточнений технологом креслення буде мати наступний вигляд (див. рис. 2):
Рис. 2. Уточнений ескіз
2. Проектування технологічного процесу механічної обробки деталі
На другому етапі, після попереднього аналізу вихідних даних, технолог приступає до безпосереднього проектування технологічного процесу механічної обробки, що включає в себе розробку маршрутної (визначення складу операцій і необхідного технологічного оснащення) та операційної технології (розробка структури операції та здійснення технологічних розрахунків) обробки деталей. Традиційно виконуються наступні види роботи:
Вибір настановної бази і способу закріплення заготовки на цій базі.
Намічають вимірювальні і чистові бази та способи закріплення заготовок на цих базах.
Встановлення послідовності обробки.
Вибір методів (операцій) обробки.
Вибір обладнання, пристроїв та інструментів.
Визначення складу переходів у межах операції.
Визначення розрахункових розмірів оброблюваних поверхонь для кожного переходу (розрахунок припусків на обробку);
Вибір режимів роботи обладнання (розрахунок режимів різання), визначення основного (технологічного) часу й норми на виконання роботи в цілому.
Зазначена послідовність дій в основному відображає специфіку масового і серійного виробництва, У цих умовах у технолога є можливість розробити «ідеальний» технологічний процес виготовлення виробу, під який будуть замовлені відповідні верстати, виготовлені пристосування та інструмент.
До певної міри такий поділ проектувальних процедур є умовним: питання базування, визначення послідовності методів обробки, вибору обладнання вирішуються взаємопов'язано. В умовах одиничного, дрібносерійного виробництва зазначена послідовність певним чином змінюється. У першу чергу, визначається принципова можливість виготовлення виробу існуючими засобами технологічного оснащення.
2.1 Розробка маршрутної технології обробки деталі
2.1.1 Вибір методів (операцій) обробки, обладнання інструментів і пристосувань
Окреслюючи методи обробки, можна керуватися такими загальними принципами проектування технологічних процесів:
Необхідно вибирати найбільш прогресивні способи обробки, орієнтуючись на наявне обладнання. Наприклад, плоска поверхня може бути отримана фрезеруванням, струганням, простяганням, шліфуванням, вибір найбільш доцільного визначається наявністю обладнання, здатного в даних виробничих умовах реалізувати обраний спосіб обробки і зіставленням методів по економічності і продуктивності.
Обладнання необхідно вибирати за розмірами у відповідності з габаритними розмірами оброблюваних деталей.
При призначенні методу обробки слід прагнути до того, щоб кількість переходів в межах даного методу при обробці кожної поверхні було мінімальним. Бажано, щоб одним і тим же методом оброблялося як можна більшу кількість поверхонь заготовки.
Методи остаточної обробки всіх поверхонь заготовки визначають виходячи з вимог, що пред'являються до точності і якості готової деталі, з урахуванням характеру вихідної заготовки і властивостей оброблюваного матеріалу. Якщо заготівля в процесі виготовлення піддається загартуванню (посадочне місце під підшипник), то за умови забезпечення заданих параметрів якості оброблюваної поверхні остаточним методом її обробки буде шліфування, оскільки лезової обробка виявляється недоцільною через великий витрати інструмента.
Ступінь точності верстата повинна відповідати технічним вимогам, що пред'являються до деталі або заготівлі. Не можна грубу обробку виконувати на точній верстаті або точну деталь виконувати на неточному верстаті.
При обробці на універсальних верстатах прагнуть до більш повного використання їх можливостей. Найбільш точні верстати використовують для чистової й обробної обробок, що виділяються в окремі операції. Щоб уникнути трудомістких переустановлень великогабаритних і важких заготовок чорнову і чистову обробку таких заготовок виконують за одну операцію. У всіх випадках виконання чорнової і чистової обробки за одну операцію рекомендується спочатку провести чорнову обробку всіх поверхонь, а потім виконати чистову обробку тих поверхонь, для яких вона необхідна.
Де можливо, заміняти ручну обробку механічної.
По можливості зменшувати допоміжний час обробки.
При проектуванні будь-якого технологічного процесу шукати засоби підвищення продуктивності праці.
Вибираючи методи попередньої і остаточної обробки поверхонь, орієнтуються на рекомендовані значення параметрів шорсткості і точності після обробки поверхні різних деталей.
При визначенні методів операцій (обробки) у розглянутому нами прикладі, встановлюємо, що всі основні поверхні будуть оброблені на токарному верстаті, остаточна обробка канавок можлива фрезеруванням, отримання глухого отвору під різьблення M 48 x 1,5-6 H - свердлінням. Найбільш оптимальними для одержання заданої шорсткості є фрезерування при обробці середньої частини тяги фрезою. Процес шліфування доцільно вибрати в якості остаточного способу обробки, коли оброблювана поверхня буде піддаватися термообробці (гарту): для ліквідації дефектного шару після термообробки.
Вибір найбільш прийнятного методу обробки здійснюється, в даному випадку, в залежності від наявності інструментів, здатних реалізувати остаточну обробку. Для порівняння варіантів складемо табл. 4.
Таблиця 4. Можливі методи обробки робочих поверхонь деталі
№ | Характеристика поверхні | Стадії обробки | ||
чорнова | чистова | тонка | ||
1 | Торець правий | Точіння одноразове | - | - |
2 | Ø 60 | Точіння одноразове | - | - |
3 | Глухий отвір Ø 47 | Свердління | Розсвердлювання | Нанесення різьби |
4 | Торець лівий | Точіння одноразове | - | - |
5 | Ø 55 | Гостріння | Гостріння | - |
6 | Канавка 2 x | - | Фрезерування | - |
7 | Вибірка середньої частини деталі | - | Фрезерування | Відшліфовування бічних поверхонь |
8 | Скіс 8 x 45 0 | - | Фрезерування | - |
2.1.2 Вибір послідовності обробки і схем базування
При встановленні послідовності обробки необхідно дотримуватися наступних рекомендацій:
в першу чергу обробляються ті поверхні, які є базовими при подальшій обробці;
при невисокій точності вихідної заготовки спочатку слід обробляти поверхні, які мають найбільшу товщину видаляється металу (для раннього виявлення ливарних і інших дефектів, наприклад, раковин, включень, тріщин, волосовин і т.п., і відсіювання шлюбу);
далі виконують обробку поверхонь, зняття металу з яких у найменшій мірі вплине на жорсткість заготовки;
- Послідовність операцій необхідно встановлювати в залежності від необхідної точності поверхні: чим точніше повинна бути поверхню, тим пізніше її необхідно обробляти, тому що обробка кожної наступної поверхні може викликати спотворення раніше обробленої поверхні (зняття кожного шару металу з поверхні заготовки приводить до перерозподілу залишкових напружень, що і викликає деформацію заготівлі);
останньої обробляють ту поверхню, яка є найбільш точною і відповідальної для роботи деталі в машині;
операції обробки поверхонь, що мають другорядне значення і не впливають на точність основних параметрів деталі (свердління дрібних отворів, зняття фасок, прорізання канавок, видалення задирок і т.п.), слід виконувати в кінці технологічного процесу, але до операцій остаточної обробки відповідальних поверхонь;
в кінець маршруту бажано також виносити обробку легкоповреждаемих поверхонь (зовнішні різьби, зовнішні зубчасті поверхні, зовнішні шліцеві поверхні тощо);
поверхні, обробка яких пов'язана з точністю і допусками відносного розташування (співвісності, перпендикулярності і т.п.), виробляють при одній установці;
суміщення чорновий (попередньої) і чистової (остаточної) обробок у однієї операції, і на одному і тому ж обладнанні небажано - таке поєднання допускається при обробці жорстких заготовок з невеликими припусками;
при виборі настановних (технологічних) баз слід прагнути до дотримання двох основних умов: поєднання технологічних баз з конструкторськими (наприклад, отвір у корпусі насадной циліндричної фрези одночасно служить посадочним місцем для відправлення в процесі експлуатації і базою для більшості операцій); постійності баз, т. е. вибору такої бази, орієнтуючись на яку можна зробити всю або майже всю обробку (наприклад, центрові отвори валу, осі або хвостовики різального інструмента).
Вид заготовки визначає послідовність обробки. Стосовно до розглянутого прикладу, заготівля може представляти собою довгомірний пруток. У цьому випадку, з однієї установки обробляються всі поверхні, потім, здійснюється відрізка деталі від прутка з підрізуванням торця, і в останню чергу буде оброблена найбільш точна поверхню (Ø 55). У нашому випадку заготівля порізана на мірні довжини, тому обробка буде здійснюватися з перевстановлення.
При визначенні послідовності обробки, відповідно до рекомендацій, чистової базою буде оброблена поверхня Ø 60 мм, щодо якої будуть оброблятися всі інші поверхні. У результаті буде забезпечена співвісність діаметрів Ø 60 і Ø 55 мм. Далі здійснюється процес свердління і нанесення внутрішньої різьби, після - вибірка середньої частини деталі, потім зняття канавок. Безсумнівно, так само з деталі здійснюється зняття фасок (для спрощення ці процеси обробки опущені).
Для зручності доцільно скласти ескіз деталі. Оброблювані поверхні пронумеровані арабськими цифрами в гуртках, в порядку проходження обробки (рис. 3).
Рис. 3. Технологічна схема послідовності обробки поверхонь деталі
На цьому етапі у майбутнього технолога формуються навички складання уточненого креслення деталі, представленого конструктором, який повинен з урахуванням прийнятої послідовності обробки забезпечити витримування заданої точності розмірів. З урахуванням прийнятої послідовності обробки лінійний розмір 120 -3 виходить при остаточної підрізуванні торця. Фрезерування середньої частини деталі буде проводитися з перевстановлення. Таблиця 5
Приклад складання таблиці для оформлення технологічного процесу на маршрутних, операційних картах
№ |