Міністерство освіти і наукиУкраїни
Житомирський державнийтехнологічний університет
Кафедра ТМ і КТС
Курсовий проект з дисципліни:
«Технологіямашинобудування»
на тему: «Розробка технологічного процесувиготовлення деталі – Корпус редуктора»
Житомир
1. Вступ
В курсовомупроекті я буду працювати над такою деталлю, корпус редуктора. Сам редуктор єскладовою частиною зерно загрузочної машини ЗМ-60А. На машині встановлено дватаких редуктора, які призначені для передачі крутного моменту від коробкишвидкостей (редуктора ходу) до правого та лівого скребкових ланцюгів. Редукторконічний і є універсальним виробом, який приміняється на багатьох іншихсільгосп. машинах. Переваги виробу: низька собівартість, низький рівень шуму,змащення всіх пар тертя, великий ресурс, легкість та доступність обробки,кришкою редуктора є каркас машини.
2. Загальніположення
2.1 Призначення,хімічний склад та механічні властивості матеріалу деталі
Корпусні деталіпредставляють собою базові деталі. На них встановлюють різні деталі таскладальні одиниці, точність відносного положення яких повинна забезпечуватисьяк в статиці, так і процесі роботи машини під навантаженням. У відповідності зцим корпусні деталі повинні мати потрібну точність, бути достатньо жорсткими івібростійкими, що забезпечує потрібне відносне положення з’єднувальних деталейі вузлів, правильність роботи механізмів і відсутність вібрації.
Для виготовленнядеталі «Корпус» використовується сірий чавун марки СЧ 20 ГОСТ1412-79.
СЧ 20 ГОСТ1412-79 —сірий чавун, що застосовується для виготовлення на машинобудівнихзаводах фасонних виливок, деталей типу станини, корпуси, задніх і передніхбабок – жорстких деталей великої маси та габаритів.
Сірий чавун, вінє основним конструктивним матеріалом для виготовлення корпусних деталей. Привідносно невисокій вартості він має добрі ливарні властивості, що дозволяєотримувати виливки складної конфігурації. Сірий чавун добре обробляється і маєнепогані фізико-механічні властивості, які можна змінювати у потрібномунапрямку за допомогою модифікації чавуну і термічної обробки. Виливки з сірогочавуну мають високу циклічну в’язкість, що сприяє демпфіруванню коливань. Чавуни – залізовуглецеві сплави звмістом вуглецю від 2,14% до 6,67%. Особливості мікроструктури сірого чавуну,яка визначає його фізично – механічні і експлуатаційні властивості є наявністьвуглецю у вигляді графіту пластинчатої форми. Пластинчатий графіт порушуєоднорідність металічної основи сплаву і тому сірий чавун має відносно невисокізначення тимчасового опору розриву при розтягуванні і низьку пластичність. Але,завдяки пластинчатому графіту в сірому чавуні поєднуються добрі антифрикційнівластивості, висока зносостійкість, мала чутливість до концентраторів напружень.Сірий чавун добре гасить вібрації і резонансні коливання. Сірий чавун марки СЧ20 – технологічний матеріал. Його розплав має добру рідкоплинність, малусхильність до утворення усадочних ефектів, порівняно з іншими типами чавуну. Зсірого чавуну можна виготовляти виливки дуже складної конфігурації з товщиноюстінки від 2 до 500 мм. Даний матеріал добре оброблюється, завдяки включеннямграфіту. Характер номенклатури деталей показує, що з сірого чавуну виготовляютьнайбільш важливі деталі, що визначають довговічність і експлуатаційнунадійність машин і апаратів. Сірі чавуни, крім заліза і вуглецю містять в собідомішки кремнію, марганцю, сірки і фосфору. Кремній допомагає графітизаціїчавуна. Марганець – навпаки зменшує графітизацію. Сірка – шкідливий домішок,так як вона відбілює чавун, знижує міцність та рідкоплинність. Фосфор збільшуєрідкоплинність (при вмісті до 0,8%), але і збільшує крихкість.
Механічнівластивості сірого чавуну в основному визначаються кількістю, формою тарозмірами вкраплень графіту. Чим більше графіту в чавуні і більші пластиниграфіту, тим нижчі механічні властивості. Для одержання невеликих, завихренихчастинок графіту застосовують модифікацію – добавлення в рідкий чавун передрозливанням – ферросиліція або сілікація.
Таблиця 1 Хімічнийсклад СЧ 20 ГОСТ 1412-79 Марка матеріалу Вміст елементів,% Вуглець (С),% Кремній (Si),% Марганець (Мп),% Сірка (S),% Фосфор (Р),% СЧ 20 3,3÷3,5 1,4÷2,2 0,7÷1,0 Не більше 0,15 Не більше 0,2
Таблиця 2 Механічні властивості СЧ 20 ГОСТ1412-79НВ Gp Gu МПа МПа
кгс/мм2 МПа
кгс/мм2 170 196 19,6 396 39,6
Отже, даний чавунпридатний для виготовлення деталі «Корпус» за хімічним складом тамеханічними властивостями.
3. Технологічнийрозділ
3.1 Аналізтехнологічності деталі
Мета забезпеченнятехнологічності конструкції деталі – підвищення продуктивності праці та якостівиробу при максимальному зниженні затрат часу та засобів на розробку,технологічну підготовку виробництва, виготовлення, експлуатацію та ремонт.
Даний «корпус»- коробчастого типу суцільний. В деталі є досить точні поверхні − 3отвори Ǿ72Н7, що призначені для встановлення підшипників, а також: неспіввісність отворів В відносно Б не більше 0,3 мм, не пересічення вісейотворів Б, В, Г не більше 0,3 мм.
Найбільшефективним способом отримання заготовки даної конфігурації з сірого чавуна СЧ20 є лиття, такі як лиття в пісчано-глиняні форми, лиття в металеві форми таін.
Конструкціявиливки достатньо проста і дозволяє забезпечити вийняття її з форми.
З точки зорумеханічної обробки слід відмітити такі моменти: чавуни мають добруоброблюваність, допускають обробку на високих швидкостях різання. Сили, щовиникають при цьому невеликі. При обробці швидкість зношування інструментанизька, в процесі різання утворюється стружка, що легко видаляється. Найбільшастійкість досягається у інструментів з вольфрамових сплавів. Всі поверхнідеталей доступні для обробки на верстатах і безпосереднього вимірювання. Вдеталі забезпечена технологічна ув'язка розмірів та величин шорсткості. Восновному конструкція деталі і вимоги, які до неї ставляться дають можливістьвикористання стандартного різального та вимірювального інструменту. У цілому деталь по якісним показникамтехнологічна.
3.2 Обґрунтування вибору виду та формизаготовки
Для раціональноговибору методу виготовлення заготовки для деталі «Корпус» необхіднопорівняти декілька можливих методів її отримання.
Так як матеріалдеталі – сірий чавун, тому найбільш раціонально виготовити заготовку методомлитва. Відомі наступні способи литва: литво в пісчано-глиняні форми з ручнимформуванням по дерев’яним моделям, литво в пісчано-глиняні форми з машиннимформуванням по металічним моделям, литво в оболонкові форми, по моделям яківиплавляються та в металічні форми. Три останні способи дозволяють отриматинайбільш якісні відливки, ніж литво в пісчано-глиняні форми, але вонипотребують більших витрат на виготовлення оснастки для литва та організаціюдільниці і є більш складнішими. Тому для деталі «Корпус» найбільшпідходять два перших способи литва. Литво в пісчано-глиняні форми з ручним формуванням по дерев'яним моделямзастосовується в заводському варіанті виготовлення заготовки. Литво в пісчано-глиняні форми змашинним формуванням по металічним моделям дозволить зменшити припуск наобробку, так як точність розмірів відливки збільшиться, і, отже, зменшатьсявитрати на виготовлення заготовки, так як маса заготовки зменшиться.
Виходячи з цьоговибираємо спосіб литва: в пісчано-глиняні форми з машинним формуванням пометалічним моделям.
3.2.1 Вибірзагальних припусків. Визначення розмірів виливки з допусками
Для отриманнязаготівки використовуємо в пісчано-глиняні форми з машинним формуванням по металічниммоделям.
Клас точностірозмірів – 9т
Ряди припусків –3
Розрахованізначення розмірів відливки зводимо у таблицю.
Таблиця 3Номіналь-ний розмір Квалі-тет Клас точності розмірів відливки Ряд припусків Допуски розмірів відливки, мм Загальний припуск, мм Розмір відливки з відхиленням, мм
164
198
120
Ø72Н7
Ø88
Ø64
Ø40
14
14
14
7
14
14
14 9т 3
2,5
2,5
2,4
2,2
2,0
2
2
2
2
2
1,8
1,6
1,6
1,6
166±1,2
200±1,2
122± 1,2
68,4± 0,7
92± 0,8
60,8± 1,1
36,8± 0,5
3.3 Розробкатехнологічного маршруту обробки деталі «Корпус»
Технологічнийпроцес обробки деталі «стійка крайня» представлено в табл. 4.
Таблиця 4Номер операції Найменування та зміст операції Обладнання Інструмент 005 Лиття 010
Вертикально-фрезерна.
Встановити на столі верстата. Виміряти. Закріпити.
Фрезерувати поверхню в розмір 80+1.5. Вертикально-фрезерний верстат мод. 6М13
Торцева фреза
ВК8 015
Свердлильна.
Встановити на столі верстата. Виміряти. Закріпити.
Свердлити 4 отв. Ø11на прохід витримуючи розміри: 106+1,0, 98±1,5,105±1.5,160±1,0, 203±0,1.
Свердлити 2 отв.Ø10,5+0,36
Зенкерувати 2 отв. Ø10,5+0,36 Радіально-свердлильний верстат мод. 2Л53У
Свердло Ø11; Ø10,5
Зенкер 020
Розточна.
Встановити. Закріпити
Зенкерувати отв Ø40.
Повернути пристосування на1800. Повторити перехід.
Змінити інструмент
Підрізати торець Ø88, витримавши розмір 31мм.
Повернути пристосування на 1800. Повторити перехід.
Повернути пристосування на 900. Підрізати торець Ø88, витримавши розмір 24±0,3.
Змінити оправку. Розточити отвір Ø70 в розмір 24.
Повернути пристрій на 900. Повторити перехід.
Повернути пристрій на 1800. Повторити перехід
Зенкерувати отвір Ø71,8 в розмір 24, витримавши R1,5.
Повернути пристрій на 1800. Повторити перехід.
Повернути пристрій на 900. Повторити перехід.
Розвернути отвір Ø71,9 в розмір 24, витримавши R1,5.
Повернути пристрій на 900. Повторити перехід.
Провернути пристрій на 1800. Повторити перехід.
Розвернути отвір Ø72 витримавши розмір 24 та R1,5.
Повернути пристрій на 1800повторити перехід.
Повернути пристрій на 900. Повторити перехід.
Розточити фаску 1х450.
Повернути пристрій на 900
Повторити перехід три рази. Горизонтально-розточний верстат мод. 2615
Зенкер Ø40, Ø71,8
Торцева фреза Ø100
Токарно розточний різець з кутом в плані φ=900
Розвертка Ø71,9; Ø72
Прохідний різець 025
Вертикально- свердлильна
Свердлити отвір Ø14,3 на прохід.
Цековати бобишку витримуючи розмір 2,2.
Зенкувати фаску 1,6х450.
Нарізати різь М16х1,5 Вертикально-свердлильний верстат мод 2Н.125
Свердло Ø14,3
Зенковка
Мітчик 030
Радіально-свердлильна
Свердлувати почергово два отвори Ø6,7, витримуючи розміри 100 і 80.
Повернути деталь два рази, повторити перехід два рази Радіально-сврлильний верстат мод 2Л53У Свердло Ø6,7 035
Свердлильна
Зенкувати почергово дві фаски 1х450
Повернути деталь два рази, повторити перехід два рази/.
Нарізати різь М8 почергово вдвох отворах на прохід.
Повернути деталь два рази, повторити перехід два рази Вертикально-свердлильний верстат мод 2Н.125
Зенкер
Мітчик
3.4 Розрахунокприпусків на обробку отвору Ø72Н7(+0,03)
Припуск –прошарок матеріалу, що знімається з поверхні заготовки з метою досягненнязаданих властивостей оброблюваної поверхні деталі. Розрахунковим розміромприпуску є мінімальний припуск на обробку, достатній для усунення навиконуваному переході похибок обробки, дефектів поверхневого прошарку,отриманих на попередньому переході, і компенсації похибок, які виникають навиконуваному переході. Для визначення припуску на механічну обробку вмашинобудуванні використовують дослідно-статистичний табличний аборозрахунково-аналітичний методи. Розрахункова-аналітичний метод використовуютьв умовах масового, багатосерійного та серійного виробництва, а також в умоваходиничного виробництва при виготовленні складних дорогих деталей важкогомашинобудування. Він враховує умови реалізації технологічного процесу, виявляєможливість економії металу та зниження трудомісткості механічної обробки, як наетапі проектування нових, так і аналізуючи існуючі технологічні процеси.
У відповідностііз кресленням розробляємо маршрут обробки:
на обробку отворуØ72Н7(0,03)
Ø розточуваннячорнове;
Ø розточуваннянапівчистове;
Ø розточуваннячистове;
Сумарніпросторові відхилення для литих заготовок визначаємо по формулі:
/> – для отвору.
Δк –викривлення поверхні на 1 мм;
Δк = 1 мкмна 1 мм довжини;
l – довжинаповерхні, мм;
l = 24 мм;
l = 100 мм для площини основи.
Δкор = ΔкL
Δкор = 1×18= 24 мкмΔсм – зазор між знаком форми та стержнем, мкм;
Δсм = 150мкм;
Δртб –розміщення отвору відносно технологічних баз;
Δртб = 1,2 … 2,5 мм. Приймаємо Δртб = 2,0 мм.
/> мкм.
Сумарнепросторове відхилення на наступних переходах:
/>,
де Ку –коефіцієнт уточнення.
Чорнова розточка:
∆r = Ky*∆ε=0,066*2006=132,39мкм
Напівчистоварозточка:
∆r = Ky*∆ε=0,04*132,39 =5,29мкм
Чистова розточка:
∆r = Ky*∆ε=0,03*5,29 =0,159 мкм
Для попередньоїобробки Ку = 0,06; остаточної 0,04; тонкої 0,03.
Мінімальнийопераційний припуск визначаємо за наступною формулою:
/>
Попереднєрозточування: />=2(200+200+1012)=2824мкм
Остаточне розточування:/>=2(40+50+120)=420 мкм
Тонке розточування:/>=2(20+40+80)=280 мкм
Розрахунковізначення приведені в таблиці 2.5.
Розрахунокнайменших розмірів по технологічних переходах починаємо з розміру деталі згіднокреслення і робимо у такій послідовності:
72,012-0,024=71,988мм
71,988-0,3=71,688мм
71,688-0,5=71,188мм
71,188-3=68,188мм
заносимо розмірив таблицю 2.5
Розрахунокнайбільших граничних розмірів по переходах робимо у такій послідовності:
72,012-0,28=71,732мм
71,732-0,42=71,312мм
71,312-2,824=68,488мм
Результатизаносимо до таблиці
Розрахунокфактичних мінімальних та максимальних припусків робимо в такій послідовності:
Максимальніприпуски:
71,988-71,688=0,3мм
71,688-71,188=0,5мм
71,188-68,188=3мм
Мінімальніприпуски:
71,012-71,732=0,28мм
71,732-71,312=0,42мм
71,312-68,488=2,824мм
Загальнийнайбільший припуск Z0max= 0,3+0,5+3=3,8 мм
Загальнийнайменший припуск Z0min= 0,28+0,42+2,824=3,524 мм