5303

Технологический процесс механической обработки детали: Сошка рулевого управления для серийного типа производства

Реферат

Производство и промышленные технологии

Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной мере зависят от уровня развития машиностроения. Технический прогресс в машиностроении характеризуется совершенствованием технологии...

Русский

2012-12-06

1.5 MB

105 чел.

Введение

Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной мере зависят от уровня развития машиностроения. Технический прогресс в машиностроении характеризуется совершенствованием технологии изготовления машин, уровнем их конструктивных решений и надежности их в последующей эксплуатации. В настоящее время важно - качественно, дешево, в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив современную высокопроизводительную технику, оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства.

Разработка технологического процесса изготовления машины не должна сводится к формальному установлению последовательности обработки поверхностей деталей, выбору оборудования и режимов. Она требует творческого подхода для обеспечения согласованности всех этапов построения машины и достижения требуемого качества с наименьшими затратами. При проектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимо учитывать основные направления в современной технологии машиностроения: приближение заготовок по форме, размерам и качеству поверхностей к готовым деталям, что дает возможность сократить расход материала, значительно снизить трудоемкость обработки деталей на металлорежущих станках, а также уменьшить затраты на режущие инструменты, электроэнергию и прочее.

Повышение производительности труда путем применения: автоматических линий, автоматов, агрегатных станков, станков с ЧПУ, более совершенных методов обработки, новых марок материалов режущих инструментов. Концентрация нескольких различных операций на одном станке для одновременной или последовательной обработки большим количеством инструментов с высокими режимами резания. Применение электрохимических и электрофизических способов размерной обработки деталей. Развитие упрочняющей технологии, повышение прочностных и эксплуатационных свойств деталей путем упрочнения поверхностного слоя механическим, термическим, термомеханическим, химикотермическим способами.

Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы детали и машины в целом, эффективное использование автоматических и поточных линий, станков с ЧПУ - все это направлено на решение главных задач: повышение эффективности производства и качества продукции. Примером может служить рулевое управления автобуса «ЛиАЗ», в котором используется  множество различных деталей. В данном курсовом проекте рассматривается деталь – сошка рулевого управления. Темой курсового проекта является  разработка технологического процесса механической обработки детали: сошка рулевого управления 5256-3401090.

1 Общие вопросы проекта

1.1 Исходная информация для разработки курсового проекта

Для разработки проекта понадобится:

рабочий чертёж сошки рулевого управления,

чертёж заготовки,

программа выпуска – 10 000 изделий в год,

тип производства – серийный,

каталоги оборудования и оснастки,

ГОСТы на режущий инструмент,

технологический процесс на базовом предприятии,

материалы собранные на практике,

методические указания по расчёту припусков и режимов резания,

справочная литература.

1.2 Служебное назначение и техническая характеристика узла

Рулевое управление автобуса «ЛиАЗ» состоит из множества элементов, один из этих элементов - сошка рулевого управления. Предназначена для крепления рулевых тяг и передачи вращения рулевого колеса на колёса автобуса через рулевой редуктор. Изготавливается из нормализованной стали 40Х. Механизм рулевого управления на рисунке 1.

Организовано поточное производство. В технологическом процессе используется универсальное оборудование, с использованием специальной технологической оснастки. Транспортировка заготовки с одной операции на другую осуществляется в таре, которая ставится на тележку. Недостатков у данного технологического процесса на базовом предприятии нет.

Рисунок 1 – Механизм рулевого управления

1.3 Анализ технологического процесса на базовом предприятии

Структурная схема маршрута обработки сошки

Операция 005 Вертекально-фрезерная

Переход 1 Фрезеровать торцы двух бобышек диаметром 58 на проход, выдержав размер 1,5±0,20

Переход 2 Фрезеровать торец бобышки диаметром 70 на проход, выдержав размер 5±0,24

Операция 010 Вертикально-фрезерная

Переход 1 Фрезеровать торцы двух головок диаметром 58 на проход с другой стороны, выдержав размер 34-0,16 

Переход 2 Фрезеровать второй торец бобышки диаметром 70, выдержав размер 45-0,62

Операция 015 Сверлильная

Переход 1 Сверлить два отверстия диаметром 24,75+0,52 и одно диаметром 25+0,52

Переход 2 Зенкеровать два отверстия до диаметра 29,75+0,3 и рассверлить третье отверстие до диаметра 39,5-0,34

Переход 3 Развернуть два отверстия до диаметра 30+0,052 и снять фаску 4,5х45° в отверстии диаметром 39,5-0,34

Операция 020 Протяжная

Переход 1 Протянуть шлицевое отверстие до диаметра 40,320; Z=48 с образованием угла 82°30’

Операция 025 Прессовая

Переход 1 Дорновать шлицевое отверстие предварительно с образованием конуса 1:16

Переход 2 Дорновать конусное шлицевое отверстие окончательно с образованием конуса 1:16; Z=48 диаметром 42,53+0,06 у большего торца.

Операция 030 Нанесение риски

Нанести две риски глубиной 1 мм с образованием угла 90° по оси детали, выдержав угол 5°±30’

Операция 035 Слесарная

Зачистить заусенцы, притупить острые кромки после механической обработки.

Операция 040 Моечная

Промыть деталь в 3%-ом горячем содовом растворе при температуре t=80…90°C

Операция 045 Контрольная

Проверить отсутствие заусенцев, наличие фасок. Проверить коническое отверстие.

Организовано поточное производство. В технологическом процессе используется универсальное оборудование, с использованием специальной технологической оснастки. Транспортировка заготовки с одной операции на другую осуществляется в таре, которая ставится на тележку. Недостатков у данного технологического процесса на базовом предприятии нет. Деталь сошка изображена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Сошка

1.4 Организация работ на участке

Оборудование расставлено по поточному принципу. Используется специальное оборудование.

Требуемая точность достигается методами автоматического получения размеров на настроенных станках при обеспечении взаимозаменяемости обрабатываемых заготовок и собираемых узлов.

Поточное производство подчинено такту выпуска:

где Фд.о. – действительный фонд времени

n – программа выпуска деталей в год

 - такт выпуска

 

Где B – количество выпускаемых изделий в которую входит данная деталь

N – количество деталей

α1=1 – процент вероятного брака

α2=3 – процент запчастей

Фд.о.ном.*К=2070*0,95=1966,5 час.

Где Фном – номинальный фонд времени работы оборудования (для 1 смены 2070ч)
К – коэффициент, учитывающий сложность оборудования = 0,95

τ= (1966,5*60)/10200= 11,57 мин.

2 Разработка технологического процесса

2.1 Анализ конструкции детали на технологичность

Сошка рулевого управления «рисунок 2» является ответственной деталью автобуса «ЛиАЗ  5256».

Материалом детали является сталь 40Х, которая имеет не плохие физико-механические свойства. При обработке резанием она должна быть в нормализованном состоянии НВ 229… 270.

Сошка относится к классу «Корпусные», имеет сложную форму, трудоемок в обработке, не имеет надежных технологических баз.

На протяжении всего технологического процесса используются разные технологические базы. Есть возможность использовать стандартную оснастку на протяжении всего технологического процесса.

Анализ чертежа показывает, что конструкция обеспечивает согласованность форм и размеров обрабатываемых поверхностей с ГОСТированным режущим инструментом. С позиции унификации элементов поверхности детали технологичны, так как ее конструкция представляет набор цилиндрических поверхностей, отверстий и радиусов закруглений, близких по своим типоразмерам.                          

Размеры основных поверхностей стакана выполнены по IT12 и требуется обеспечить их шероховатость Ra=1,6мкм, такие требования по точности и качеству поверхности вынуждают использовать специальное оборудование нормальной точности.

В конструкции детали предусмотрены фаски и отверстия, которые значительно упрощают её установку.

Для того,  чтобы поднять производительность следует автоматизировать такие операции как: транспортировка, загрузка, выгрузка.

Исходя из этого анализа следует сказать, что деталь: «Сошка рулевого управления» технологична.

2.2 Анализ материала сошки рулевого управления

Сталь 40Х применяется: для изготовления осей, валов, вал-шестерней, плунжеров, штоков, коленчатых и кулачковых валов, колец, шпинделей, оправок, реек, зубчатых венцов, болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности; для изготовления деталей трубопроводной арматуры из сортового проката, штампованных заготовок и поковок - требуется термообработка: закалка в масло (или через воду в масло) и отпуск на воздухе или в масле.

Химический состав:

Кремний (Si)  - 0.17-0.37 повышает упругие свойства стали, делает ее кислотоупорной

Медь (Cu), не более 0.30 увеличивает антикоррозионные свойства

Никель (Ni), не более  0.30 сообщает высокую прочность и пластичность, увеличивает

прокаливаемость, повышает сопротивлению удару

Фосфор (P), не более  0.035

Сера (S), не более       0.035

В таблице 1 указаны механические свойства стали 40Х

Таблица 1 – Механические свойства стали 40Х

Предел кратковременной прочности, [МПа]

Предел текучести, [МПа]

Относительное удлинение при разрыве, %

Относительное сужение %

Ударная вязкость, [кДж/м2]

570

320

17

35

400

В таблице 2 указаны физические свойства стали 40Х

Таблица 2 – Физические свойства стали 40Х

Модуль упругости Е*10-5

[МПа]

Коэффициент температурного расширения

Коэффициент теплопроводности

Плотность, кг/м3

Удельная теплоёмкость материала,С

2,11

11,9

46

7800

466

Исходя из свойств материала  делаем вывод о том, что сталь 40Х как нельзя лучше подходит для изготовления заданной детали.

2.3 Анализ технических требований сошки рулевого управления

Требования по твердости: твердость 229…270 НВ. В технологическом процессе деталь не подвергается термообработки.

Требования по точности: при сверление 3 отверстий (операция 015) необходимо обеспечить точность их расположения 0,15мм.

Точность неуказанных размеров выполнена по 14 квалитету

Требования по шероховатости: шероховатость в диапазоне от 1,6 до 6,3мкм. Шероховатость остальных поверхностей Ra 12.5мкм.

2.4 Обоснование метода изготовления заготовки

Рассмотрим заготовку, которая используется на базовом предприятии (отливка) рисунок 3. Заготовка максимально  приближена к размерам готовой детали, снимаются небольшие припуски, следовательно уменьшается износ инструментов сокращается время обработки детали, увеличивается производительность. Другие способы получения заготовки для детали: «сошка рулевого управления» будут не рациональными. Подсчитаем коэффициент использования металла К:

К=Мдет/Мзаг ,

где:   Мдет – масса детали (5,8кг)

        Мзаг – масса заготовки (6,2кг)

К=5,8/6,2=0,935

Из расчета коэффициента использования материала, видно что использование данного метода получения заготовки очень экономичен.

Металлические поковки — это изделия, произведенные методом механической обработки металла. В процессе производства металл сначала нагревают, а затем придают заготовке необходимую форму, используя штампованную, либо свободную ковку.

Такая поковка отличается высокой прочностью и качеством изготовления, а также позволяет снизить время мехобработки, за счёт минимальных припусков. Ковка в штампах применяется преимущественно в массовом и крупносерийном производствах, а свободная ковка — в мелкосерийном и единичном.

Обычно поковки стальные имеют вид только приближённый к нужной форме детали и требуют затем дополнительной обработки. Ковка значительно улучшает свойства металла. Строение металла при ковке упорядочивается, после чего неоднородность пластических свойств поковок не будет сказываться на надежности конечных изделий. Для производства поковок обычно применяют формы круглого, прямоугольного, квадратного, а также многоугольного сечения. Чертёж поковки на рисунке 3.

Рисунок 3 – Поковка

2.5 Выбор и обоснование технологических баз

Сошка рулевого управления относится к классу «Корпусные». Для данного класса деталей базирование возможно как по наружным поверхностям, так и по внутренним. Для этого метода характерен следующий комплект баз: двойная опорная, опорная базы. Из-за непростой формы данной детали, невозможно провести обработку за одну установку. Закрепление ведется с двух торцов детали. На операции сверления используется специальное приспособление – тиски с призматическими губками. Схемы базирование представлены в пункте 2.6

2.6 Разработка технологического маршрута обработки

Составляем таблицу, в которой указывается номер поверхности, элементарный технологический маршрут ее обработки и достигаемые на каждом технологическом переходе квалитет точности и величина шероховатости поверхности. Элементарные маршруты обработки отдельных поверхностей приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Элементарные  маршруты обработки отдельных поверхностей

№ Поверхности

Вид

обработки

Допуск

Т, мкм

Квалитет точности, IT

Шероховатость

Ra, мкм

1,3,5

Сверление

Зенкерование

Развёртка

330

130

52

13

11

9

20

8

2,5

2,4,6,7

Фрезерование

160

11

8

5

Рассверливание

Зенкерование

Протяжка

Дорнование

390

390

250

60

13

13

11

9

20

20

2,5

1,25

Номера поверхностей стакана углового редуктора приведены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Номера поверхностей

Составим структурную схему маршрута обработки стакана углового редуктора.

Структурная схема маршрута обработки стакана:

Операция 005 Вертекально-фрезерная

Переход 1 Фрезеровать торцы двух бобышек диаметром 58 на проход, выдержав размер 1,5±0,20

Переход 2 Фрезеровать торец бобышки диаметром 70 на проход, выдержав размер 5±0,24

Операция 010 Вертикально-фрезерная

Переход 1 Фрезеровать торцы двух головок диаметром 58 на проход с другой стороны, выдержав размер 34-0,16 

Переход 2 Фрезеровать второй торец бобышки диаметром 70, выдержав размер 45-0,62

Операция 015 Сверлильная

Переход 1 Сверлить два отверстия диаметром 24,75+0,52 и одно диаметром 25+0,52

Переход 2 Зенкеровать два отверстия до диаметра 29,75+0,3 и рассверлить третье отверстие до диаметра 39,5-0,34

Переход 3 Развернуть два отверстия до диаметра 30+0,052 и снять фаску 4,5х45° в отверстии диаметром 39,5-0,34

Операция 020 Протяжная

Переход 1 Протянуть шлицевое отверстие до диаметра 40,320; Z=48 с образованием угла 82°30’

Операция 025 Прессовая

Переход 1 Дорновать шлицевое отверстие предварительно с образованием конуса 1:16

Переход 2 Дорновать конусное шлицевое отверстие окончательно с образованием конуса 1:16; Z=48 диаметром 42,53+0,06 у большего торца.

Операция 030 Нанесение риски

Нанести две риски глубиной 1 мм с образованием угла 90° по оси детали, выдержав угол 5°±30’

Операция 035 Слесарная

Зачистить заусенцы, притупить острые кромки после механической обработки.

Операция 040 Моечная

Промыть деталь в 3%-ом горячем содовом растворе при температуре t=80…90°C

Операция 045 Контрольная

Проверить отсутствие заусенцев, наличие фасок. Проверить коническое отверстие.

В качестве технологических баз на протяжении всей обработки используется два торца детали. Для операций 005,010,020,025, составим схему базирования и установки, для остальных операций составлять схемы установки и базирования нет необходимости

Технологический маршрут обработки стакана  приведен в таблице 4.

Таблица 4 - Технологический маршрут обработки сошки

№ Операции

Название

операции

Схема базирования и классификация баз

Схема установки

005

Вертикально-

-фрезерная

-сходящиеся призмы

-опора неподвижная

1,2-технологическая установочная явная база

3,4,5,6-технологическая опорная скрытая база

т.к. конструкторские базы совпадают с технологическими

010

Вертикально-

-фрезерная

-сходящиеся призмы

-опора неподвижная

1,2-технологическая установочная явная база

3,4,5,6-технологическая опорная скрытая база

т.к. конструкторские базы совпадают с технологическими

015

Сверлильная

-сходящиеся призмы

-опора неподвижная

1,2-технологическая установочная явная база

3,4,5,6-технологическая опорная скрытая база

т.к. конструкторские базы совпадают с технологическими

020

Протяжная

-опора неподвижная

1,2,3,4-технологическая установочная явная база

5,6-технологическая опорная скрытая база

т.к. конструкторские базы совпадают с технологическими

025

Прессовая

-сходящиеся призмы

-опора неподвижная

1,2-технологическая установочная явная база

3,4,5,6-технологическая опорная скрытая база

т.к. конструкторские базы совпадают с технологическими

2.7 Разработка технологических операций

2.7.1 Расчёт режимов обработки

Операция 015 Вертикально-сверлильная

Материал инструмента: быстрорежущая сталь Р6М5

Материал заготовки: сталь 40Х (НВ 229-270)

Переход 1

Сверлить 2 отверстия ø24,75 мм и одно отверстие ø25 мм

Эскиз наладки на рисунке 5

Рисунок 5 – Эскиз наладки

1) Определение длины рабочего хода головки Lр.х.

 Для определения длины рабочего хода, рассчитываем значение L для отдельных инструментов головки. Наибольшая из них является длиной рабочего хода Lр.х.=Lmax

L=Lрез+у+Lдоп

L1=34+10+0=44 мм

у=10 т.к. сверло с нормальной заточкой и ø25 мм; ΔL=0

L2=45+10+0=55 мм

у=10 т.к. сверло с нормальной заточкой и ø25 мм; ΔL=0

Отсюда следует, что длина рабочего хода Lр.х.=L2=55 мм.

2) Назначение подач S0 в мм/об

Выбираем из таблицы S0=0,45 мм т.к. Lрез/d=1,28<3, группа подач-I,

материал заготовки-сталь, обрабатываемый ø25 мм

Определение подачи головки за оборот станка

S0ш=S0*i

принимаем i=1, тогда

S=0,45*1=0,45 мм/об

Уточнение подач на оборот

3) Определяем стойкость инструмента

Трм

λ1=34/55=0,62

λ2=45/55=0,82 – т.к. λ>0,7 то Трм

По таблице Тм=120 мин, т.к. ø25 и количество инструментов в наладке 3

Тр1=120*0,62=74,4 мин Тр2=120 мин.

4) Расчёт скоростей резания

V=Vтабл123

Vтабл=21,6 т.к. подача S0=0,45 обрабатываемый ø25, материал инструмента - быстрорежущая сталь.

К1=0,7 т.к. НВ229-270, материал инструмента - быстрорежущая сталь

K2=1,0 т.к. стойкость инструмента Тр=74,4<100

К3=1,0 т.к. Lрез/d=1,36<5

V1=21,6*0,7*1*1=15,12 м/мин.

К1=0,7 т.к. НВ229-270, материал инструмента - быстрорежущая сталь

K2=0,9 т.к. стойкость инструмента Тр=120<150

К3=1,0 т.к. Lрез/d=1,8<5

V2=21,6*0,7*0,9*1=13,6 м/мин

Расчёт чисел оборотов

n1=1000*15,12/3,14*24,75=194,56 принимаем n1=200 мин-1

n2=1000*13,6/3,14*25=173,2 принимаем n2=200 мин-1

Уточнение скоростей резания по принятым числам оборотов

 м/мин  м/мин

Определение минутных подач по рассчитанным числам оборотов

Sм=S0*n

Sм1=0,45*194,56=87,552  мм/мин

Sм2=0,45*173,2=77,94 мм/мин

Принимаем общую минутную подачу головки Sм=77,94 мм/мин.

5) Расчёт машинного времени обработки

мин

Переход 2

Зенкеровать 2 отверстия ø29,75 мм и рассверлить отверстие ø39,5 мм

Эскиз наладки на рисунке 6

Рисунок 6 – Эскиз наладки

1) Определение длины рабочего хода головки Lр.х.

 Для определения длины рабочего хода, рассчитываем значение L для отдельных инструментов головки. Наибольшая из них является длиной рабочего хода Lр.х.=Lmax

L=Lрез+у+Lдоп

L1=34+5+0=39 мм

у=5 т.к. зенкерование сквозного отверстия ø29,75 мм; ΔL=0

L2=45+15+0=60 мм

у=15т.к. сверло с нормальной заточкой и ø39,5 мм; ΔL=0

Отсюда следует, что длина рабочего хода Lр.х.=L2=60 мм.

2)  Назначение подач S0 в мм/об

Для зенкерования выбираем из таблицы S0=0,85 мм т.к. группа подач-I, материал заготовки-сталь, обрабатываемый ø29,75 мм

Для рассверливания выбираем из таблицы S0=0,5 мм т.к. группа подач-I, Lрез/d=1,12<3, материал заготовки-сталь, обрабатываемый ø39,5 мм

Определение подачи головки за оборот станка

S0ш=S0*i

принимаем i=1, тогда

S0ш1=0,85*1=0,85 мм/об

S0ш2=0,5*1=0,5 мм/об

Принимаем S=0,5 мм/об по лимитирующему инструменту

Уточнение подач на оборот

3) Определяем стойкость инструмента

Трм

λ1=34/60=0,56

λ2=45/60=0,75 - т.к. λ>0,7 то Трм

По таблице Тм=150 мин, т.к. ø39,5 и количество инструментов в наладке 3

Тр1=150*0,56=84 мин Тр2=150 мин.

4) Расчёт скоростей резания

V=Vтабл123

Для зенкерования:

Vтабл=26,4 т.к. подача S0=0,5 обрабатываемый ø29,75 материал инструмента - быстрорежущая сталь.

К1=0,7 т.к. НВ229-270, материал инструмента - быстрорежущая сталь

K2=1,0 т.к. стойкость инструмента Тр=84<100

К3=1,0 т.к. Lрез/d=1,14<5

V1=26,4*0,7*1*1=18,48 м/мин.

Для рассверливания:

Vтабл=26,4 т.к. подача S0=0,5 обрабатываемый ø39,5 материал инструмента - быстрорежущая сталь.

К1=0,7 т.к. НВ229-270, материал инструмента - быстрорежущая сталь

K2=0,9 т.к. стойкость инструмента Тр=150

К3=1,0 т.к. Lрез/d=1,12<5

V2=26,4*0,7*0,9*1=16,63 м/мин

Расчёт чисел оборотов

n1=1000*18,48/3,14*29,75=197,8 принимаем n1=200 мин-1

n2=1000*16,63/3,14*39,5=134,0 принимаем n2=200 мин-1

Уточнение скоростей резания по принятым числам оборотов

 м/мин  м/мин

Определение минутных подач по рассчитанным числам оборотов

Sм=S0*n

Sм1=0,5*197,8=98,9 мм/мин

Sм2=0,5*134,0=67 мм/мин

Принимаем общую минутную подачу головки Sм=67 мм/мин.

5) Расчёт машинного времени обработки

мин

Переход 3

Развернуть два отверстия  ø30 и снять фаску 4,5х45° в отверстии  ø39

Эскиз наладки на рисунке 7

Рисунок 7 – Эскиз наладки

1) Определение длины рабочего хода головки Lр.х.

 Для определения длины рабочего хода, рассчитываем значение L для отдельных инструментов головки. Наибольшая из них является длиной рабочего хода Lр.х.=Lmax

L=Lрез+у+Lдоп

L1=34+18+0=52 мм

у=18 т.к. развёртывание сквозного отверстия ø30 мм в стали; ΔL=0

L2=4,5+3+0=7,5 мм

у=3т.к. зенкерование глухого отверстия ø39,5 мм; ΔL=0

Отсюда следует, что длина рабочего хода Lр.х.=L1=52 мм.

2) Назначение подач S0 в мм/об

Для зенкерования выбираем из таблицы S0=1,0 мм т.к. группа подач-II, материал заготовки-сталь, обрабатываемый ø30 мм

Для зенкерования фаски выбираем из таблицы S0=1,0 мм т.к. группа подач-I, материал заготовки-сталь, обрабатываемый ø39,5 мм

Определение подачи головки за оборот станка

S0ш=S0*i

принимаем i=1, тогда

S=1*1=1 мм/об

Уточнение подач на оборот

3) Определяем стойкость инструмента

Трм

λ1=34/52=0,65

λ2=4,5/7,5=0,6

По таблице Тм=150 мин, т.к. ø39,5 и количество инструментов в наладке 3

Тр1=150*0,65=97,5 мин Тр2=150*0,6=90 мин.

4) Расчёт скоростей резания

Для развёртывания:

V1=4 м/мин т.к. класс точности IT7, сталь нормализованная

Для зенкерования:

V=Vтабл123

Vтабл=20,4 т.к. подача S0=1,0 обрабатываемый ø39,5 материал инструмента - быстрорежущая сталь.

К1=0,7 т.к. НВ229-270, материал инструмента - быстрорежущая сталь

K2=1,0 т.к. стойкость инструмента Тр=90<100

К3=1,0 т.к. Lрез/d=0,11<5

V1=20,4*0,7*1*1=14,28 м/мин.

Расчёт чисел оборотов

n1=1000*4/3,14*30=42,46 принимаем n1=150 мин-1

n2=1000*14,28/3,14*39,5=115,13 принимаем n2=150 мин-1

Уточнение скоростей резания по принятым числам оборотов

 м/мин  м/мин

Определение минутных подач по рассчитанным числам оборотов

Sм=S0*n

Sм1=1*42,46=42,46 мм/мин

Sм2=1*115,13=115,13 мм/мин

Принимаем общую минутную подачу головки Sм=42,46 мм/мин.

5) Расчёт машинного времени обработки

мин

6) Определение штучного времени

Основное время:

Вспомогательное время:

мин

время на смену заготовки принимаем  мин

мин

Оперативное время:

мин

Время на обслуживание принимается:

 мин

Время перерывов:

 мин

В итоге штучное время операции составляет:

 мин

Операция 005 Фрезерная

Материал инструмента: твёрдый сплав Т15К6

Число зубьев фрезы: 8

Материал заготовки: сталь 40Х (НВ 229-270)

Фрезеровать на проход торцы двух бобышек ø58 мм. Эскиз наладки на рисунке 8.

Рисунок 8 – Эскиз наладки

1) Определение длины рабочего хода головки Lр.х.

L=Lрез+у+Lдоп

L=125+12+0=137 мм

у=12 т.к. ширина фрезерования 58 мм и диаметр фрезы 125 мм; ΔL=0

2) Определение подачи на зуб Sz в мм/зуб

Выбираем из таблицы Sz=0,1 мм т.к. обработка стали(HB 229-287) твёрдым сплавом, глубина резания до 2 мм.

3) Определяем стойкость инструмента

Тр=KфТм

λ=125/137=0,91

т.к. λ>0,7 то ТрфТм

По таблице Кф=1, т.к. в наладке 1 инструмент.

 Тм=200 мин, т.к. фреза торцовая, диаметром 125 мм, твёрдый сплав.

Тр=1*200=200 мин.

4) Расчёт скоростей резания

V=Vтабл123

Vтабл=280 т.к. подача Sz=0,1 фреза торцовая, материал инструмента - твёрдый сплав.

К1=1,1 т.к. D/b=2,1 материал инструмента - твёрдый сплав

K2=0,75 т.к. сталь 40Х(HB 229-270), материал инструмента - твёрдый сплав

К3=0,75 т.к. фреза торцовая, материал инструмента Т15К6, Тр=200

V=280*1,1*0,75*0,75=173,25 м/мин.

Расчёт чисел оборотов

n=1000*173,25/3,14*125=441,40 принимаем n=450 мин-1

Уточнение скоростей резания по принятым числам оборотов

 м/мин 

Определение минутных подач по принятым числам оборотов

Sм=Sz*Zu*n

Sм=0,1*8*450=360  мм/мин

5) Расчёт машинного времени обработки

мин

6) Определение штучного времени

Основное время:

Вспомогательное время:

мин

время на смену заготовки принимаем  мин

мин

Оперативное время:

мин

Время на обслуживание принимается:

 мин

Время перерывов:

 мин

В итоге штучное время операции составляет:

 мин

2.7.2 Расчет припусков на механическую обработку

На поверхность D=30+0,052 мм

Исходные данные:

Обрабатываемый размер ø30 Td=+0,052; Ra=1,6мкм; Вес заготовки 6,2 кг; вид производства -серийное; изготовление заготовки – поковка на прессах. Маршрут обработки: Сверление - Зенкерование - Развёртка.  Установки детали: сходящиеся призмы. Чертёж детали на рисунке 9.

Рисунок 9 – Чертёж детали

          Расчет:

Так как ведётся обработка отверстия в сходящихся призмах, то

Деталь получается поковкой на пресах, тип производства – серийное, то рсм=1,0 мм. Так как диаметр обрабатываемой поверхности <50 мм, то рхор=0,25 мм.

 

Для сверления Ку=0,06

 =0,06*1120=67 мкм;

Для зенкерования Ку=0,04

   =0,04*1120=45 мкм;

Для развёртывания p4=0.

Параметры П,  Rz выбираются по таблицам исходя из размера и вида обработки. Параметр ε выбирается по виду закрепления детали.

По таблице определяем допуск на заготовку, так как масса детали 6,2кг и длина 306мм, то Тзг=2220мкм.

Допуски на операции выбираем по таблице методички 5Т.

Так как обрабатывается отверстие, то

Zmin i=2(Rzi-1+Пi-1+)

Zmin4=2(80+50+45)=350 мкм;

Zmin3=2(100+70+67)=474 мкм 

                              Zрасчi=Zmini+Ti-1;

Zрасч4=350+130=480 мкм;

Zрасч3=474+330=804 мкм;

Так как обрабатывается отверстие, то

Di-1=Di-Zpi;

D4=30-0,480=29,520 мм;

D3=29,520-0,804=28,716 мм;

Наименьшие предельные размеры определяем округлением  соответствующих расчётных размеров.

Dпрнаиб i=Dпрнаимi+Ti;

Dпрнаиб2=28,72+0,330=29,05 мм;

Dпрнаиб3=29,52+0,130=29,65 мм;

Dпрнаиб4=30+0,052=30,052 мм;

Определяем наибольший припуск:

Zпрmaxi= dнаибi-dнаимi-1;

Zпрmax4=30,052-29,52=532 мкм;

Zпрmax3=29,65-28,72= 930 мкм;

Определяем наименьший припуск:

Zпрmini=dнаимi-dнаибi-1;

Zпрmin4=30-29,65=350 мкм;

Zпрmin3=29,52-29,05=470 мкм;

Z пр общ max=30,052-28,72=1332 мкм;

Zпр общ min=30-29,05=950 мкм.

Проведем проверку:

Zпр общ max-Zпр общ min=Tз+Тд;

1332-950=330+52

382=382

Результаты расчёта припусков сведены в таблицу 5.

На поверхность 39,5-0,34

Исходные данные:

Обрабатываемый размер ø39,5 Td=-0,34; Ra=4мкм; Вес заготовки 6,2 кг; вид производства -серийное; изготовление заготовки – поковка на прессах. Маршрут обработки: Сверление - Рассверливание.  Установки детали: сходящиеся призмы. Чертёж детали на рисунке 10.

Рисунок 10 – Чертёж детали

Расчет:

Так как ведётся обработка отверстия в сходящихся призмах, то

Деталь получается поковкой на пресах, тип производства – серийное, то рсм=1,0 мм. Так как диаметр обрабатываемой поверхности <50 мм, то рхор=0,25 мм.

 

Для рассверливания Ку=0,06

=0,06*1120=67 мкм;

Параметры П,  Rz выбираются по таблицам исходя из размера и вида обработки. Параметр ε выбирается по виду закрепления детали.

По таблице определяем допуск на заготовку, так как масса детали 6,2кг и длина 306мм, то Тзг=2220мкм.

Допуски на операции выбираем по таблице методички 5Т.

Так как обрабатывается отверстие, то

Zmin i=2(Rzi-1+Пi-1+)

Zmin2=2(100+70+1120)=2580 мкм;

                              Zрасчi=Zmini+Ti-1;

Zрасч2=2580+390=2970 мкм;

Так как обрабатывается отверстие, то

Di-1=Di-Zpi;

D2=39,5-2,97=36,53 мм;

Наименьшие предельные размеры определяем округлением  соответствующих расчётных размеров.

Dпрнаиб i=Dпрнаимi+Ti;

Dпрнаиб1=36,53+0,390=36,92 мм;

Dпрнаиб2=39,500+0,340=39,840 мм;

Определяем наибольший припуск:

Zпрmaxi= dнаибi-dнаимi-1;

Zпрmax2=39,840-36,53=3310 мкм;

Определяем наименьший припуск:

Zпрmini=dнаимi-dнаибi-1;

Zпрmin2=39,500-36,92=2580 мкм;

Z пр общ max=30,052-28,72=1332 мкм;

Zпр общ min=30-29,05=950 мкм.

Проведем проверку:

Zпр общ max-Zпр общ min=Tз+Тд;

3310-2580=390+340

730=730

Результаты расчёта припусков сведены в таблицу 6.

На поверхность L=35,5-0,2 мм

Исходные данные:

Обрабатываемый размер 35,5 Td=-0,2; Ra=4мкм; Вес заготовки 6,2 кг; вид производства -серийное; изготовление заготовки – поковка на прессах. Маршрут обработки: Фрезерование.  Установки детали: сходящиеся призмы. Чертёж детали на рисунке 11.

Рисунок 11 – Чертёж детали

          Расчет:

Так как ведётся обработка отверстия в сходящихся призмах, то

Деталь получается поковкой на пресах, тип производства – серийное, то рсм=1,0 мм. Так как диаметр обрабатываемой поверхности <50 мм, то рхор=0,25 мм.

 

Для фрезерования Ку=0,06

=0,06*1120=67 мкм;

Параметры П,  Rz выбираются по таблицам исходя из размера и вида обработки. Параметр ε выбирается по виду закрепления детали.

По таблице определяем допуск на заготовку, так как масса детали 6,2кг и длина 306мм, то Тзг=2220мкм.

Допуски на операции выбираем по таблице методички 5Т.

Так как обрабатывается плоскость, то

Zmin i=Rzi-1+Пi-1++

Zmin2=240+250+1120+500=2110 мкм; 

                              Zрасчi=Zmini+Ti-1;

Zрасч2=2110+2220=4330 мкм;

Наибольшие предельные размеры определяем округлением  соответствующих расчётных размеров.

Dпрнаим i=Dпрнаибi-Ti;

Dпрнаиб2=35,500+0,160=35,34 мм;

Результаты расчёта припусков сведены в таблицу 7.        

2.8 Определение потребности в оборудовании

  Операция 005
Потребное количество единиц оборудования на операции
Ср=Тшт/τ=0,96/5,98=0,16
Для выполнения операции принимается 1 вертикально-фрезерный станок 6Т12-1.

 Загрузка станка составит:

ή=(Ср/Спр)*100%=(0,16/1)*100=16%
Спр определяется округлением расчетного значения в большую сторону до целого числа, принимаем Спр=1

Операция   010
Ср=Тшт/τ=0,96/5,98=0,16
Для выполнения операции принимается 1 вертикально-фрезерный станок 6Т12-1.

 Загрузка станка составит:

ή=(Ср/Спр)*100%=(0,16/1)*100=16%
Спр определяется округлением расчетного значения в большую сторону до целого числа, принимаем Спр=1

Операция   015
Потребное количество единиц оборудования на операции
Ср=Тшт/τ=3,46/5,98=0,58
Для выполнения операции принимается 1  специальный вертикально-сверлильный станок СС 20 363

Загрузка станка составит

ή=(Ср/Спр)*100%=(0,58/1)*100=58%
Спр определяется округлением расчетного значения в большую сторону до целого числа, принимаем Спр=1

Операция  020
Потребное количество единиц оборудования на операции
Ср=Тшт/τ=0,4/5,98=0,06
Для выполнения операции принимается 1 горизонтально-протяжной станок 7523

Загрузка станка составит

ή=(Ср/Спр)*100%=(0,06/1)*100=6%
Спр определяется округлением расчетного значения в большую сторону до целого числа, принимаем Спр=1

Операция     025
Потребное количество единиц оборудования на операции
Ср=Тшт/τ=0,02/5,98=0,03

Для выполнения операции принимается 1 пресс гидравлический П474А
Загрузка станка составит

ή=(Ср/Спр)*100%=(0,03/1)*100=3%
Спр определяется округлением расчетного значения в большую сторону до целого числа, принимаем Спр=1

3 Разработка специальных средств технологического оснащения

3.1 Исходная информация для проектирования приспособления

Деталь-рулевая сошка, сталь 40Х, нормализованная

Обработка-фрезерование торца двух бобышек ø58мм

Инструмент-фреза торцовая ø125мм, Т15К6

Режим обработки:

глубина фрезерования – t=1,5 мм

подача – Sz=0,1 мм/зуб

подача на оборот фрезы – S0=0,8 мм/об

минутная подача – Sм=360 мм/мин

скорость резания – V=173,25 м/мин

частота вращения – n=450 мин-1

Разрабатываемое технологическое приспособление будет применяться на операции 005.

3.2 Описание конструкции и работы приспособления

Приспособление предназначено для фрезерования торцов детали и сверления отверстий.

Деталь рулевая сошка базируется и закрепляется с помощью подвижных самоцентрирующих призм 1. Исходное усилие пневмопривода передаётся на призмы через клиноплунжерный механизм с роликами и рычажный механизм.

Клин 6 расположенный на конце штока пневмоцилиндра 7 имеет рабочий угол для создания необходимого усилия закрепления. Усилие закрепления передаётся от клина на плунжер 4 через ролик 8 (для уменьшения потерь на трение) и далее от плунжера через равноплечный рычаг 3 на ползун 2, на одном из концов уоторого установлена призма 1. На холостом ходе пневмоцилиндра призмы возвращаются в исходное положение под действием пружины 5.

Исходное усилие от пневмоцилиндра при работе приспособления передаётся к детали с потерями в механизмах. Эти потери обусловлены трением манжентных уплотнений поршня о стенки цилиндра, трением штока поршня в направляющих, трением качения клина и ролика, трением плунжера в направляющих, трением в опоре рычага и трением в направляющих ползуна призм. Перечисленные составляющие потерь усилия пневмоцилиндра на трение необходимо учитывать при силовом расчёте приспособления.

Приспособление изображено на рисунке 12.

Рисунок 12 – Рабочее приспособление

3.3 Расчет приспособления

1) Определяем силу резания по эмпирической формуле:

кг

2) Определяем момент резания:

 Нм

 Нм

где D-диаметр заготовки

3) Определяем силу закрепления

Н

где Кз – коэффициент запаса, учитывающий возможные колебания припуска и другие факторы, возникающие при обработке и влияющие на изменение силы резания

n=2 количество губок

fтр=0,12 коэффициент трения

Мрез=19,47 момент резания от инструмента

Dз=0,058 диаметр заготовки

4) Определяем необходимую силу от клина на плунжер:

 Н

где fтр=0,12 коэффициент трения

N=56  равнодействующая распределённой нагрузки от перекоса направляющих плунжера

5) Определяем силу на штоке

Н

где l1=l2=110 мм плечо рычага

η=0,98 коэффициент, учитывающий потери на трение

6) Определяем требуемую силу на рычаге от штока пневмоцилиндра

Н

7) Определяем диаметр поршня пневмоцилиндра

где P=5 кг/см2 – давление в пневмосети (0,5 МПа=500000Па)

ηп=0,96 потери на трение в пневмоцилиндре

dшт=46 мм диаметр штока

м

Принимаем Dп=160 мм

Расчётная схема на рисунке 13.

Рисунок 13 – Расчётная схема

Заключение

В курсовом проекте разработан технологический процесс механической обработки детали: "Сошка рулевого управления" для  серийного типа производства. Оборудование в цехе расположено по поточному типу, это уменьшает время транспортировки заготовки с одной операции на другую. Транспортировка осуществляется с помощью конвейеров. В процессе обработки используется универсальное оборудование, которое предварительно настроено на размер. Составлены схемы базирования и установки, а так же разработаны карты эскизов. Подсчитаны припуски расчетно-аналитическим способом на 3 поверхности. Рассчитаны режимы резания на операции 005,015. На остальные операции режимы резания взяты из отчета по практике. Доработано контрольное приспособление. Произведен полный расчет станочного приспособления.


Список используемых источников

1. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, 1985.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т.  Под ред  А.Г. Косиловой и Р.К.Мещерякова . М.: Машиностроение. 1986.

3. Балашов В.Н. Расчет операционных припусков и определение операционных размеров. Методические указания к лабораторной работе для студентов специальности 1201. М.: МАМИ, 1981.

4.Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. Справочник М.: Машиностроение, 1972.

5. Шандров Б.В., Бутюгин В.А., Булавин И.А. Расчет зажимных механизмов станочных приспособления. Методические указания к дипломному проекту. МАМИ № 707, 1987.

6. Шандров Б.В. Бутюгин В.А., Булавин И.А. Методика проектирования зажимных механизмов станочных приспособлений. Методические указания к дипломному проекту. МАМИ № 708, 1987.

7. Смелянский В.М., Поседко.В.Н. Методические указания по выполнению курсового проекта. МАМИ № 1744, 2004.

8. Дмитриев Ю.М., Петухов С.Л. Методические рекомендации по оформлению пояснительной записки к дипломному проекту. МАМИ , 2009.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5592. Экономические ресурсы 63.5 KB
  Экономические ресурсы Выполнение основной цели деятельности предприятий - создание товаров и услуг, удовлетворяющих потребности людей, увеличение прибыли — предполагает использование экономических ресурсов. Пол экономическими ресурсами мы...
5593. Измерение расстояния по времени прохождения сигнала 416 KB
  Измерение расстояния по времени прохождения сигнала Рассмотрим три метода измерения расстояния, основанные на определении времени прохождения сигнала между объектом и приемником. Два из них - лазерные, один - ультразвуковой. Первый метод...
5594. Сравнительные исследования и анализ нововременных концепций времени 95 KB
  Что такое время. Этот вопрос с давних пор волновал человека. Ибо время постоянно присутствует в нашей жизни, определяет ее ход. На вопрос: что такое время? - мыслители разных эпох отвечали по-разному. В одну эпоху господствовала одна т...
5595. Яйца и яичные продукты. Технологические характеристики и химический состав яиц 120 KB
  Вводная часть. Яйца содержат большинство известных питательных веществ и являются низкокалорийным продуктом (2 яйца - 180 калорий). В яйцах содержится полноценный и легкоусвояемый набор белков, поэтому они полезны в качестве гарнира. Можно пода...
5596. Сенсорная алалия как лексико-грамматическое нарушение речи 78 KB
  Алалия относится к разряду органических речевых нарушений центрального характера. В настоящее время термином алалия принято обозначать тяжелое нарушение речи, обусловленное недоразвитием или поражением речевых областей в левом доминантном...
5597. Обеспечение качества воздушной среды. Защита от вредных веществ и обеспечение параметров микроклимата 193.5 KB
  Обеспечение качества воздушной среды. Защита от вредных веществ и обеспечение параметров микроклимата. Причины и характер загрязнения воздушной среды. Действие вредных веществ загрязнителей воздушной среды на человека. Нормирование...
5598. Международная торговля и торговая политика. Перспективы их развития 196 KB
  Почему государства торгуют? Что составляет основу торговли между странами? В общем виде международная торговля является средством, с помощью которого страны могут развивать специализацию, повышать производительность своих ресурсов и таким о...
5599. Особенности проведения аудита на предприятиях. Курс лекций 519.5 KB
  Аудит в системе финансового контроля Российской Федерации. Понятие аудиторской деятельности Виды аудита Цели и задачи аудита Виды сопутствующих аудиту услуг Понятие аудиторской деятельности С возникновением...
5600. Законы Ньютона 27.5 KB
  Законы Ньютона. Кинематика устанавливает законы движения материальной точки, но не указывает причины вызвавшие это движение, а также факторы, влияющие на вариации кинематических параметров движения. Законы Ньютона, сформулированные более 300 лет наз...