Курсовая работа (т): Разработка технологического процесса механической обработки вала

Разработка технологического процесса механической обработки вала

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Технология производства и ремонта строителъно-дорожных, подъемно-транспортных машин и средств

малой механизации»

на тему:

«Разработка технологического процесса механической обработки вала»

Введение

Разработка технологических процессов входит основным разделом в технологическую подготовку производства и выполняется на основе принципов «Единой системы технологической подготовки производства».

Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду.

В данном курсовом проекте представлена разработка технологического процесса механической обработки детали «Вал».

Курсовая работа по разработке технологического процесса ставит своей целью закрепление теоретических знаний полученных при изучении дисциплин «Технология производства и ремонта строительно-дорожных, подъемно-транспортных машин и средств малой механизации» на базе комплексных задач проектирования технологических процессов, применяемых при изготовлении деталей и ремонте подвижного состава.

деталь вал станок абразивный

1. Выбор исходной заготовки

Правильный выбор заготовки - важнейший этап построения ТП изготовления изделия. Вид заготовки и способ её получения оказывает существенное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность обработки.

В качестве технических критериев при выборе заготовки принимают материал, конфигурацию детали, размер, массу, требуемую точность изготовления и т.д. В качестве экономического критерия принимают себестоимость изготовления заготовки.

Способ получения заготовки определяется, прежде всего, материалом из которого изготавливается заготовка, и конфигурацией детали: материал льется или штампуется, можно ли прошить отверстие такого диаметра и такой глубины и т.п. Обязательно учитывается тип производства, т.к. с повышением серийности становится возможным получать более точные и сложные заготовки, обеспечивая и большую экономию металла.

Всего в машиностроении используются четыре вида заготовок:

1)  заготовки, полученные из сортового проката;

2)  заготовки, полученные давлением (поковки, штамповки);

3)  заготовки, полученные литьем (отливки);

4)  заготовки, получаемые сваркой частей, получаемых из проката,

5)  отлитых или штампованных.

Химический состав стали по ГОСТ 1050-88

Механические свойства стали по ГОСТ 1050-88

Заготовками для делали наиболее часто служит либо сортовой прокат, литейные технологи и с последующей обработкой резанием, штамповка с последующей обработкой резанием. Обработкой давлением получают заготовки с помощью ковки, штамповки и специальных прессов.

При формообразовании детали обработкой резанием из проката будет велик расход металла. Сортовой прокат применяется для изготовления средних и мелких деталей. Обработка давлением не позволит выполнить центральное отверстие, и также приведет к повышенному расходу металла. Литейная технология позволяет обеспечить необходимую размерную точность и чистоту поверхности для основных поверхностей детали.

2. Назначение технологических баз

Выбор технологических баз в значительной степени определяет точность линейных размеров относительного положения поверхностей, получаемых в процессе обработки, выбор режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений.

В основе выбора технологических баз лежат следующие общие принципы:

·   при обработке заготовок, получаемых литьем или штамповкой, необработанные поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции;

·   при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операции целесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками, тем самым снижается вероятность появления "чернот" при дальнейшей обработке;

·   при прочих равных условиях наибольшая точность обработки достигается при использовании на всех операциях одних и тех же баз, т. е. при соблюдении принципа единства баз;

·   желательно совмещать технологические базы с конструкторскими;

·   при совмещении технологической базы с конструкторской погрешность обработки по заданному от этой базы размеру зависит лишь от возможностей технологической системы;

·   при не совмещении технологической и конструкторской баз появляется дополнительная погрешность вследствие не совмещения конструкторской базы;

Выбранные технологические базы совместно с зажимными устройствами должны обеспечивать правильное базирование и надежное закрепление заготовки, гарантирующие неизменность ее положения во время обработки, а также простую конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обработанной заготовки.

Ознакомившись с особенностями базирования деталей, принимаем, что за черновую базу берем наружную поверхность вращения, за чистовую базу принимаем центровые отверстия и торец.

3. Разработка технологического маршрута изготовления детали

Под технологическим маршрутом изготовления детали понимают последовательность выполнения ТО. Последовательность ТО устанавливают на основании разработанного ранее маршрута обработки основных поверхностей.

При разработке маршрутной технологии следует придерживаться некоторых общих положений:

· выявляется необходимость расчленения ТП изготовления деталей на операции черновой, чистовой и отделочной обработки;

· операцию черновой обработки целесообразно отделить от чистовой с целью уменьшения влияния деформации заготовки после черновой обработки (в том случае если деформации незначительны, то данное расчленение не обязательно);

· при формировании операции следует стремиться к тому, чтобы определенная (желательно наибольшая) группа поверхностей обрабатывалась с одного установа;

· в самостоятельные операции следует выделять: обработку зубьев колес, нарезание шлицев, обработку пазов, сверление отверстий и др.;

· на первой операции необходимо обработать поверхности, которые будут использованы в качестве чистовых баз на последующих операциях;

· при формировании маршрута следует предусмотреть при необходимости применение термической или химико-термической обработки;

· в технологический маршрут включают все вспомогательные и контрольные операции.

Разработка маршрутной технологии включает выбор оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента. При этом учитывают форму, габариты, вес заготовки, а также требования по точности и качеству обрабатываемых поверхностей. Например, поверхность тел вращения большого диаметра целесообразно обтачивать на карусельном станке, а не на токарном. Кроме того, выбираемое оборудование сравнивают по степени механизации и автоматизации, по производительности и другим параметрам.

Разработанный маршрут изготовления детали приводится в виде маршрутной карты (5 листов). Технологический маршрут дополнен операционными эскизами, на которых указаны схемы базирования, обрабатываемые поверхности, главные и вспомогательные движения.

В промышленности используются две основные формы организации производства: поточная и групповая. Первое используется в крупносерийном и массовом производстве. В нашем способе целесообразно применить групповую форму организации.

Группирование станочного оборудования и рабочих мест производится либо по видам технологической обработки изделий, либо по виду технологических процессов. При втором способе группировки специализированные участки создаются по конструкторско-технологическому признаку.

В нашем случае воспользуемся группированием станочного оборудования по видам обработки. Он заключается в формировании участков станков одного наименования.

В результате группировки получается три участка: токарный, сверлильный, фрезерный.

4. Расчет припусков, исходных и межоперационных размеров

Припуском называют слой материала, который удаляют для достижения заданного качества обработанной поверхности. Различают промежуточный и общий припуски. Промежуточным припуском называют слой материала, удаляемый при выполнении отдельного технологического перехода. Общим припуском называют слой материала, который удаляют с заготовки на всех технологических переходах обработки данной поверхности. Следовательно, общий припуск на обработку равен сумме промежуточных припусков:

где Z_i - промежуточные припуски; m - число технологических переходов.

Общий припуск на обработку зависит от ряда характерных признаков детали: размеров и конфигурации, материала, точности, вида заготовки.

Припуски следует назначать оптимальными с учетом конкретных условий обработки. Завышенные припуски приводят к излишнему расходу материала, возрастанию трудоемкости механической обработки, повышению эксплуатационных расходов станочной обработки (расход инструмента, электроэнергии и др.). Недостаточные припуски могут препятствовать исправлению погрешностей от предшествующей, обработки и получению необходимой точности и шероховатости обработанной поверхности на выполняемом переходе. Значения припусков устанавливают по опытно-статистическим данным или расчетно-аналитическим методом.

Опытно-статистические данные составляют на основе обобщения опыта передовых заводов в виде нормативных таблиц. В справочной литературе приводятся табличные значения припусков на механическую обработку заготовок, получаемых различными методами. Эти материалы охватывают лишь общие для различных отраслей машиностроения типовые детали машин и, естественно, не могут охватить все многообразие конструктивных форм, размеров, применяемого материала, требований качества изготовляемых деталей и других факторов. Исходя из этого, более объективным и обоснованным является определение оптимальных припусков расчетно-аналитическим методом.

Расчетно-аналитический метод определения припусков основан на учете погрешности обработки на предшествующем и данном технологических переходах [1, Т1, с. 175-196].

При расчете минимального промежуточного припуска учитывают следующие элементы погрешности:

·  шероховатость поверхности (высоту неровностей ), полученную на предшествующем переходе;

·  состояние и глубину Т_i-1 измененного слоя заготовки в результате выполнения предшествующего перехода;

·  пространственные отклонения р_i-1, расположения обрабатываемой поверхности относительно базовых поверхностей заготовки на предшествующем переходе;

-погрешность установки E_s; при выполнении данного перехода.

Суммируя вышеуказанные величины, получим минимальный расчетный припуск для технологического перехода (Z_{i min}).

Припуск на диаметр при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения:

При черновом точении:

При чистовом точении: 2Zmin = 2 [(63+60)] = 246 мкм

При черновом шлифовании: 2Zmin = 2 [(25+30)] = 110 мкм

При чистовом шлифовании: 2Zmin = 2 [(10+20)] = 60 мкм

Для перехода предшествующему конечному, определяется расчетный минимальный припуск. Путем прибавления к наименьшему предельному размеру по чертежу четного припуска Z_min (столбец 7).

При черновом шлифовании; 94,97+0,060=95,03

При чистовом точении: 95,03+0,1 10=95,14

При черновом точении: 95,14+0,246=95,386

Для заготовки: 95,386+0,513=95,899

По каждому технологическому переходу в столбцы вписываются значения высоты неровности R_z, глубины дефектного слоя h_i [3,T1, стр.180, табл. 1]; пространственных отклонений ρ [3,Т1, стр. 180, табл.4]; технологического допуска δ [3,Т1, стр.8, табл.4]; погрешности установки Е_i [3,Т1, стр.42, табл.3].

Наибольший округленный размер каждого технологического перехода (столбец 9) определяется путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру (столбец 10). Далее записываются предельные значения припусков (столбец 11 и 12), рассчитанные как сумма минимальных припусков Z_max и сумма минимальных значений припуска Z_min

Проверка правильности выполнения расчетов:

1034-514 = 520870-350 = 520 - верно

456-246 = 210350-140 = 210 - верно

163-110 = 53140-87 = 53 - верно

112-60 = 5287-35 = 52 - верно

5. Проектирование технологических операций (Для шлифования)

Проектирование технологических операций (ТО) выполняется в определенной последовательности и включает следующие этапы: разработка или уточнение структуры операции и проектирование схем наладок; выбор модели станка и средств технологического оснащения (СТО); расчет режимов резания; нормирование операций; выбор средств механизации и автоматизации.

Выбор структуры операции производится на основе общих структурных схем и операций базового ТП, а также принципов концентрации и дифференциации операций.

Концентрация характеризуется объединением нескольких простых технологических переходов в одну сложную операцию, выполняемую на одном станке. Концентрация операций осуществляется двумя способами:

-одновременной обработкой нескольких поверхностей набором инструментов, например обработка на многорезцовом токарном или на многошпиндельном сверлильном станках;