Министерство по образованию и науки Российской Федерации
Государственное образовательноеучреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственныйуниверситет»
Филиал в г. Усть-Катаве
Факультет «Автоматизациятехнологических процессов и производств»
Кафедра «ТП и ОМП»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
по дисциплине: Технологическиепроцессы и производства»
на тему: Разработка технологическогопроцесса для детали «крышка»
Руководитель Решетников Б.А.
Автор работы
студент группы 511
Ахметшин Р.Р.
Усть-Катав 2010
Аннотация
Ахметшин Р.Р. Разработкатехнологического процесса для детали крышка.
Усть-Катав: ЮУрГУ, 2010, 19с.
Библиография литературы –6 наименований. 3 листа чертежей ф. А3, 1 лист ф. А4.
После анализасуществующего технологического процесса предложен способ установки и закреплениязаготовки с помощью кондуктора скальчатого кондуктора на вертикально сверлильномстанке мод. 2Н135.
Так же был разработанрежущий инструмент, для операции сверление-зенкерование ступенчатого отверстия,исходя из этого, было разработано контрольное приспособление для контроляотверстий, которое представляет собой предельные калибры – пробки, а также дляконтроля для контроля радиального биения и зажимное устройство.
Содержание
Введение
1. Технологический раздел
1.1 Выбор вида и метода получениязаготовки
1.2 Выбор станка
1.3 Определение последовательностиобработки поверхностей детали
1.4 Определим число рабочих ходов,метод обработки детали, и припуски на обработку табличным методом
1.5 Формирование операций
1.6 Расчет режимов резания
2. Конструкторский раздел
2.1 Проектирование зажимногоприспособления для сверлильно-зенкерной операции
2.2 Проектирование контрольногоприспособления
2.3 Проектирование режущегоинструмента
Библиографический список
Введение
В данной курсовой работепредставлен технологический и конструкторский разделы.
Технологический разделсодержит; анализ технологичности детали и существующего технологическогопроцесса, разработка предлагаемого варианта технологического процесса, выборвида и метода получения заготовки, определение последовательности обработкиповерхностей детали, определение количества переходов, методов обработкиповерхностей детали и припуски на обработку табличным методом.
Конструкторский разделсодержит: разработку зажимного устройства, режущего и контрольного приспособления.
Для предложенноготехнологического процесса был разработан новый технологический процесс, вкотором был усовершенствован метод обработки поверхности детали, получениезаготовки и количество переходов, что позволило сделать технологический процессболее технологичным.
1. Технологическийраздел
1.1 Выбор вида иметода получения заготовки
Для данной детали(крышка) заготовка будет получена методом литья в песчаных формах по(ГОСТ-1412-70) из серого чугуна СЧ-15 [1].
При изготовлении заготовкилитьем достигаются размеры близко подходящие к размерам детали (рис. 1),следовательно, уменьшаются припуски и расход металла.
Серый чугун обладаетвысокими литейными свойствами, хорошо обрабатывается, менее хрупок, имеетхорошие антифрикционные свойства, и в машиностроении его применяют дляизготовления отливок и поэтому его называют литейным.
Механические свойствасерого чугуна:
σ в=150 Мн/м2
σи=280-320 Мн/м2
σт=500-650 Мн/м2
НВ=163-229.
/>
Рис. 1.1 – Заготовка.
1.2 Выбор станка
Выбираем станок поСправочнику технолога-машиностроителя вертикально сверлильный станок 2Н135
Техническиехарактеристики
/>
1.3 Определениепоследовательности обработки поверхностей детали
Определение основных ивспомогательных баз:
Деталь базируется по базеА на фланце по внутреннему диаметру обработанной выточки и по базе Б,подрезанному торцу (рис. 1.3).
/>
Рис. 1.3 – Основная ивспомогательная базы.
Примем за основнуюбазовую поверхность диаметром 50 (Rz=20; 8-11 квалитет).
Функциональнымиповерхностями у детали будут являться поверхности диаметрами 12 и 8 (Rz=40; 8-11 квалитет), все остальныеповерхности будут вспомогательными.
000-Заготовительная
005-Токарная
010-Сверлильно-зенкерная
015-Токарная
1.4 Определим числорабочих ходов, метод обработки детали, и припуски на обработку табличнымметодом
Обработка отверстиядиаметром 8 и 12 сверление и зенкерование (Rz=40; 8-11 квалитет) сверло-зенкером Р9К5 по ГОСТ 19265-73.
1.5 Формированиеопераций
010.Сверление-зенкерование.
Станок 2Н135 –вертикально сверлильный.
1.Сверление изенкерование диаметра 8 и 12 Rz=40.
1.6 Расчет режимоврезания
На вертикаль сверлильномстанке 2Н135 зенкеруют предварительно обработанное сквозное отверстие диаметромравным 8 до диаметра равным 12 на глубину 5 мм [2].
Обработка происходит безохлаждения.
1.Глубина резания
T=D-d/2=12-8/2=2 мм.
2.Назначаем подачу
Для чугуна с НВ до 229 по1 группе подач Sо=1.1-1.3 мм/об,корректируем подачу по станку Sо=1.12мм/об.
3.Установление периодастойкости инструмента в минутах
Т=60мин. Допустимый изноствердосплавного зенкера по задней поверхности h=1.4мм.
4.Определим скоростьглавного движения резания.
Допускаемую режущимисвойствами сверла и зенкера
Vтабл.=68м/мин. Для заданных условийобработки поправочный коэффицент на скорость равен единице, поэтомуVи=Vтабл=68м/мин.(1,13м/с).
5.Определим частотувращения шпинделя.
Соответствует найденнойскорости главного движения резания
N=1000*Vи/П*D=1000*68/3.12*12=537мин-1.
Корректируем частотувращения шпинделя по паспортным данным станка и устанавливаем действительнуючастоту вращения шпинделя ng=500мин-1.
6.Действительная скоростьглавного движения резания.
Vg=П*D*ng/1000=3.14*12*500/1000=19.5м/мин.(=0,93м/с).
7.Определим мощностьзатрачиваемую на резание.
Nтабл.=3,0кВТ. Коэффиценты на мощностьне приведены, следовательно Nрез.=Nтабл.=3,0кВТ.
8.Определим основноевремя.
То=L/n*Sо=12/500*1,12=0,02мин.
2. Конструкторскийраздел
2.1 Проектированиезажимного приспособления для сверлильно-зенкерной операции
Для сверлильно-зенкеровальнойоперации используем скальчатый кондуктор (рис. 2.1) для сверления изенкерования 4-х отверстий [3].
Скальчатые кондукторыпригодны для сверления отверстий в крышках, кронштейнах, рычагах, втулках,валиках, шпинделях и других деталях. В крупных кондукторах можно обрабатыватьбольшие листы, плиты и корпусные детали. Применение скальчатых кондукторов дляобработки одного отверстия на вертикальных сверлильных станках ничем неограничено. Для сверления на этих станках нескольких отверстий с параллельнымиосями скальчатые кондукторы целесообразно применять в комбинации с передвижнымиили поворотными столами и многошпиндельными сверлильными головками.
Наибольший эффектбыстродействующие скальчатые кондукторы обеспечивают при сверлении неглубокихотверстий, с малыми диаметрами. И малым машинным временем. Если при быстромзажиме и освобождении изделий обеспечиваются также их быстрая установка иснятие, то получающаяся при этом экономия вспомогательного времени резкоповышает производительность труда.
Для сокращения затратвремени на установку изделий необходимо везде, где это возможно, вводить вконструкцию наладок устройства для быстрой предварительной установки, споследующей точной установкой, выполняемой автоматически в момент опусканиякондукторной плиты.
Заготовка устанавливаетсяна опорную пластину 1 с предварительной ориентацией по отверстию с помощьюжесткой цилиндрической оправки 2. Поворотом рукоятки 3 перемещаем скалку 4вместе с кондукторной плитой 5. Одновременно с этим конический элемент 6прижимает заготовку и закрепляет ее. Для съема заготовки рукояткой 3 поднимаютскалку 4 вместе с кондукторной плитой 5 и коническим элементом 6.
/>
Рис. 2.1 – Схемаобработки заготовки (применение скальчатого кондуктора).
сверлильный детальрезание станок
Расчет сил зажима
Зажимные устройствадолжны удовлетворять следующие требования [4]:
1. при зажиме недолжно нарушатся первоначальное заданное положение детали;
2. зажимы не должнывызывать деформации деталей и порчи их поверхностей;
3. Закрепление иоткрепление детали должно производится с минимальной затратой сил и времени;
4. при закреплениинедостаточно жестких деталей силы зажима должны располагаться над опорами иливозможно ближе к опорам;
5. силы резания повозможности не должны восприниматься зажимными устройствами.
Последовательностьрасчета сил зажима:
1. определяют местоприложения и направление сил зажима;
2. определяютвеличины сил резания и их моментов, действующих на обрабатываемую деталь;
3. определяютвеличину сил зажима;
4. определяюттребуемую величину сил зажима умножая найденное значение сил зажима накоэффициент запаса К.
Определяем коэффициентзапаса применительно к конкретным условиям обработки по формуле:
К=К0·К1·К2·К3·К4·К5, (2.1)
где К0=1,5 –гарантированый коэффициент запаса для всех случаев.
К1=1,2 – коэффициентучитывающий состояние поверхности заготовки, для черной заготовки.
К2=1,2 – коэффициентучитывающий увеличение сил резания от прогресс рующего затупления инструмента.
К3=1,1 – коэффициентучитывающий увеличение сил резания при прерывистом резание.
К4=1,3 – коэффициентучитывающий постоянство силы зажима развиваемой силовым приводомприспособления, для ручного привода.
К5=1,5 – коэффициентучитываемый только при наличии моментов стремящихся повернуть обрабатываемуюдеталь.
К=1,5·1,2·1,2·1,1·1,3·1,5=4,6(2.2)
Схема зажима приобработке на сверлильном станке показана на рис. 2.2.
Расчет сил зажима приобработке на сверлильных станках.
/>
Рис. 2.2 – Схема зажимапри обработке на сверлильном станке.
Силы зажима определим изформулы:
/>, (2.3)
где Мк – крутящий моментна сверле.
N – число одновременно работающихинструментов.
f – коэффициент трения на рабочихповерхностях зажимов (для гладких поверхностей).
/> – угол призмы.
К – коэффициент запаса.
D,d – диаметры по которым базируется деталь.
Определим крутящий моментна сверле.
Мк=N/n, (2.4)
где N=3кВт – мощность,затрачиваемая на резание.
n.=537 – частота вращения шпинделя.
Мк=3000/53,7=56 (2.5)
Мк=56; n=1; f=0,25;К=4,6; />=7; d=24; D=50.
/> (2.6)
Получаем, что требуемаясила для фиксирования заготовки при ее обработке равна W=54,8 кгс.
Исходя из полученныхрасчетных данных для данной операции, выбираем скальчатый кондуктор,конструкция и основные размеры по ГОСТ 16888-71.
В данном кондуктореиспользуется фиксатор с компенсирующим клином (рисунок 2.3). Конструкциястандартизирована ГОСТ 13162-67.
/>
Рис. 2.3 – Фиксатор скомпенсирующим клином
Для даннойсверлильно-зенкерной операции, для более высокой производительности труда иоблегчения труда рабочему предлагаю использовать данный скальчатый кондуктор впаре с координатным универсальным столом [3]. Стол имеет два взаимноперпендикулярных перемещения, его целесообразно применять при сверлильных ифрезерных операциях. Для крепления зажимного приспособления на столе имеютсяпазы и отверстия для центрирования.
Перемещение стола в обоихнаправление винтовое, с помощью маховиков. Величина каждого перемещения 230мм.Заданную величину перемещения устанавливают по нониусу с ценой деления 0,05 мм.
2.2 Проектированиеконтрольного приспособления
При подборе контрольныхприспособлений проектировщик должен исходить из того, какие параметры емутребуется контролировать. Также следует учитывать то, что контрольноеприспособление должно быть простым и точным [5].
Приспособление (рис. 2.4)предназначено для контроля радиального биения наружной цилиндрическойповерхности ø24 относительно поверхности отверстия ø10.
/>
Рисунок 2.4 – Схемаизмерения 1 – оправка базирования; 2 – деталь; 3 – индикатор.
Деталь устанавливается наоправку 1, где центрируется и закрепляется. К контролируемой поверхностиподводится плунжер, соединяемый с ножкой индикатора 3. При вращении оправки сдеталью по отклонению стрелки индикатора судят о величине биения контролируемойповерхности.
Конструкция контрольногоприспособления.
На корпус 1 во втулке 6на упорном подшипнике установлена базирующая оправка 11. От вертикальногоперемещения оправка зафиксирована гайкой 5. Внутри оправки 11 помещается шток12, на верхнем конце которого выполнены клиновые скосы. Поверхности скосовкасаются плунжеров 10, установленных в радиальных отверстиях оправки 11.
От выпадения плунжерыудерживаются кольцевой пружиной. Шток в нижней части соединён с поршнем 4пневмоцилиндра 3, установленного на корпусе. Шток и поршень установлены наупорном подшипнике 27, и закреплены гайкой 26.
В исходном положениипоршень и шток находятся в верхнем крайнем положении. При этом плунжеры 10 поддействием кольцевой пружины сдвинуты к центру оправки. Деталь устанавливаетсяна оправку. После этого подаётся давление воздуха в верхнюю полостьпневмоцилиндра. Шток под действием давления опускается вниз и его клиновыескосы разводят плунжеры от центра оправки. Деталь при этом центрируется изакрепляется.
К контролируемойповерхности подводится плунжер 13, торец которого касается ножки индикатора 28.Индикатор с плунжером установлены в корпусе 15, цилиндрический конец которогопроходит в стойке 13. Корпус подпружинен пружиной 18. В корпусе установленштифт, который входит в торцевой паз в стойке. Усилие пружины 18 фиксируетчерез штифт положение корпуса. При установке или снятии детали корпус поднимаютвверх, так чтобы штифт вышел из паза. Затем корпус поворачивают на 180º иопускают вниз, так чтобы штифт входил в паз. При вращении оправки с детальюплунжер передаёт величину биения поверхности индикатору 28. По отклонениюстрелки индикатора определяем величину биения.
Погрешность измерения
Погрешность измерениясоставляет квадратичную сумму погрешности приспособления и погрешностипоказаний индикатора [5].
/>/>
где Δ1пр = 0,02 мм – допуск радиального биения оправки;
Δ2пр = 0,02 мм – допуск перпендикулярности базирующей поверхности оправки относительно опорной поверхности;
Δинд – погрешностьпоказаний индикаторной шкалы.
2.3 Проектированиережущего инструмента
Применяем специальныйинструмент для обработки коротких сквозных отверстий [2]. Их рекомендуетсяприменять в массовом и крупносерийном производстве. Они обеспечивают повышениепроизводительности труда и сокращение вспомогательного времени благодарясовмещению переходов.
Для получения данногоступенчатого отверстия мы выбираем комбинированный специальный инструментсверло-зенкер (рис. 2.5).
Исходя из следующихданных:
Отверстия сквозные подвинты принимаются по ГОСТ 11284-75.
Размеры Н2-Н4 даны длянормальных и легких пружинных шайб по ГОСТ 6402-70.
Параметры шероховатости:
D.Rz 40 –отверстие на проход крепежных деталей
H4.Rz 40-внутренний диаметр (не шлифовать).
Угол при вершине – 127.
Передний угол – 0.
Задний угол – 12.
Угол наклона спирали –34.
Угол наклона перемычки –30.
Материал режущей частиР9К5 по ГОСТ 19265-73.
Материал хвостовика сталь40Х по ГОСТ 4543-71.
/>
Рис. 2.5 – Сверло-зенкер
Определяем номер конусаМорзе
/>
Рисунок 2.6 – Схема силдействующих на хвостовик сверла
Q= Px /sin 2 (2.8)
где 2-угол конусности хвостовика.
T=MQ=MPx /sin2 (2.9)
Момент, создающийся приработе тупым сверлом:
3Mтр = Мср х(MPx x(D1 +d2))/4sin2 x(1-0.04∆2) (2.10)
Средний диаметр конусахвостовика
dср=D1 +D2 /2 или
dср=6x12100xsin130/0.096x194x(1-0.2)=19.7мм
В единицах СИ:
dср=6x12,1xsin130/0,096x1940x(1-0.2)=0,0127м=19,7мм
По ГОСТ 25557-82 выбираемближайший конус Морзе №2.
Определяем геометрическиеи конструктивные параметры рабочей части сверла. (1)
Форма заточки – двойная сподточкой перемычки
Угол наклона винтовойканавки W=30
Углы между кромками 2n=118; 2n0=70
Угол наклона поперечнойперемычки R=55
Задний угол a=12
Размеры подточенной частиперемычки:
А=1,3мм;l=2мм
Шаг винтовой канавки:
Н=BD/tgw= 3,14x8/tg30=45мм
Толщина сердцевинысверла:
Dс=0,14хD=0,14х8=1,12мм
Утолщение сердцевины кхвостовику равно 0,7мм
Обратная конусностьсверла на 110мм длины рабочей части –0,08мм.
Ширина ленточки f0=0,8мм. Высота затылка по спинке К=0,6мм
Ширина пера В=0,58хD=0,58х8=4,64мм
Библиографическийсписок
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т.5-е изд. перераб. и доп. – М: Машиностроение, 1979. – Т.3. – 430с.
2. Баранчиков, В.И. Прогрессивныережущие инструменты и режимы резания металлов: справочник / В.И. Баранчиков. — М.: Машиностроение, 1990. – 343с.
3. Левенсон, Е.М. Контрольноизмерительные приспособления в машиностроении: 2-е изд. — М.: Машиностроение,1960 – 268с.
4. Общемашиностроительные нормативырежимов резания: справочник: в 2 т. /А. Д. Локарев, И. Ф. Гущин, Б. Н. Балашови др. — М.: Машиностроение, 1991. – Т.2. – 378с.
5. Справочник технологамашиностроителя: в 2 т./под ред. А. Г. Косиловой. 3-е изд.перераб. и доп. — М.:Машиностроение, 1972. – Т.1. – 554с.
6. Справочник технологамашиностроителя: в 2 т./под ред. А. Г. Косиловой. 3-е изд.перераб. и доп. — М.:Машиностроение, 1972. – Т.2. – 504с.