 |
Технические условия на деталь
|
|
|
|
Технические условия – это результат преобразования качественных и количественных эксплуатационных показателей изделия в показатели замыкающих звеньев, кинематических и размерных цепей изделия, его механизмов являются исходными данными для установления технических условий на детали изделия.
При анализе технических условий ставится задача определения соответствия разработанных конструктором технических условий и норм точности назначению изделия. В процессе анализа вскрываются размерные, кинематические связи исполнительных поверхностей изделия, его сборочных единиц и механизмов; правильность простановки размеров на чертеже, а также выбранного метода достижения заданной точности.
При механической обработке диска должны быть обеспечены следующие условия: размеры и расстояния, геометрическая форма, перпендикулярность и шероховатость.
Диаметральный размер посадочного отверстия ø50 должен быть выдержан по 8 квалитету, обеспечивая посадку на подшипник, а также канавки под ремнь.
Шероховатость посадочных поверхности корпуса равен - Ra=1,25 мкм. Шероховатость торцевых поверхностей Rz=20мкм.
Остальные предельные отклонения по 14 квалитету.
Выбор типа производства
Под типом производства понимают организационно-технологическую характеристику производственного процесса. Различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий,
изготовляемых (ремонтируемых) периодически повторяющимися партиями. В зависимости от числа изделий в партии различают мелко-, средне- и крупносерийное производство. Признаки серийного производства: закрепление за каждым рабочим местом нескольких операций; применение универсальных и специализированных станков для изготовления основных деталей; обработка заготовок по технологическому процессу, разделенному на операции; расстановка оборудования согласно техпроцессу обработки; использование специальных приспособлений и инструментов и др.
|
|
|
Размер партии определяют, исходя из трудоемкости операций обработки, трудоемкости наладки оборудования на основных операциях и других экономических и организационных соображений.
Типы производства отличаются коэффициентом закрепления операций (Кз.о),
которым называют отношение числа различных операций, выполняемых в течение месяца, к числу рабочих мест, на которых эти операции выполняются. Для массового производства Кз.о = 1, для серийного Кз.о = 10, для единичного Кз.о = 40. Каждому типу производства соответствует определенная форма его организации и степень оснащенности технологического процесса.
Кз.о. = О/Р,
где О – число различных операций, шт.,
Р – число рабочих мест, шт.
Кз.о. = 6/7=0,85.
По таблице типов производств определяем, что выпуск детали массой 14,6 кг и партией 1000 шт. соответствует мелкосерийному производству.
Выбор вида заготовки
Выбор вида и метода получения заготовки детали определяется следующими факторами: назначением детали и основными техническими требованиями, предъявляемые к ней; требуемой точностью выполнения заготовки и качеством ее поверхностей, технологическими свойствами материала детали; сложностью конструкции детали; заданным объемом выпуска и технологичностью конструкции детали.
На выбор метода получения заготовки оказывает большое влияние время подготовки технологической оснастки, наличие соответствующего технологического оборудования и желаемая степень автоматизации процесса.
Заготовка по форме и размерам должна приближаться к форме и размерам готовой детали. Это способствует снижению объема механической обработки, трудоемкости, позволяет сократить расход металла, электроэнергии, высвободить оборудование, производственные площади и снизить себестоимость изготовления детали.
|
|
|
Выбор заготовки осуществляется на основании чертежа детали, результатов ее служебного назначения и технических требований.
В качестве заготовки при изготовлении детали «шкив» может быть использованы следующие методы: литье в песчаные форме или литьем в кокиль.
Рассмотрим 1 вариант:
1. Заготовка полученная литьём в песчаные формы:
Припуск на торцовку =1мм.
- номинальная ширина по рабочему чертежу, мм.
Определяем V наружный объем заготовки:
Найдем внутренний объем заготовки:
Общий объём заготовки:
Массу заготовки определяем
, где γ-плотность чугуна.
Выбираем оптимальную длину отливки для изготовления заготовки.
Kи.м.=Gд/Gз,
где Gд и Gз — масса детали и заготовки соответственно, кг
mдет=2,85 кг.
Ки.м.=14,36/23,75=0,61
Снижение материалоемкости, кг:
Dm = (mб - mн)Nг = (14,36 – 23,75) · 1000 = 9390 кг
mн, mб - масса заготовки при новом и базовом вариантах.
где Nг - годовой объем выпуска деталей, шт.
2. Заготовка полученная методом литья в кокиль:
Найдем наружный объем:
Найдем внутренний объем заготовки:
Общий объём заготовки:
Масса заготовки:
Принимая неизбежные технологические потери (угар, облой и т.д.) при выплавки в кокиль равными 10 %, определим расход материала на одну деталь:
Коэффициент использования материала по выплавки в кокиль:
Снижение материалоёмкости, кг:
Δ=(mб-mн)∙Nг = (18,75-14,6)∙1000 = 4150 кг
Ки.м =0,77
Материал детали – чугун СЧ21-40, масса m=14,6кг. Для данной детали, заготовкой является отливка в песчаной форме, поэтому для получения заготовки необходимо назначить припуски на максимальные размеры, исходя из экономичности, т.к. в получаемой детали часть материала будет удалена в виде стружки.
Данная отливка относится к ІІ классу точности, обеспечивается формовкой из песчаной формы. Этот способ применяют для получения отливок в серийном производстве.
Для отливки также необходимо назначить уклоны для облегчения удаления из формы модели и стержня. Принимаем уклоны равными 1˚, литейные радиусы R=5 мм.
|
|
|
Вывод: технико-экономические расчёты показывают, что заготовка, полученная по методу литья в кокиль более экономична по себестоимости, чем заготовка, полученная литьем в песчаные формы. Коэффициент использования материала при литье в кокиль Ким = 0,77. Коэффициент использования материала при литье в песчаную форму Ким = 0,61. Себестоимость детали полученной методом литья в кокиль выше, чем себестоимость детали полученной методом литья в песчаные формы. Расчет показывает, что заготовка полученная методом литья в кокиль экономически целесообразна. Но необходимо будет произвести дополнительные расчеты, а именно рассчитать и спроектировать специальную оснастку, что приведет к удорожанию самого метода получения заготовки. Поэтому целесообразно в нашем случае оставить базовый вариант, то есть получение заготовки методом литье в песчаные формы.
Расчет припусков
Расчетной величиной припуска является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе или операции и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.
Шероховатость поверхности, сформированная на предшествующем переходе, оказывает существенное влияние на минимальный припуск. При окончательной обработке поверхности шероховатость определяется требованиями чертежа.
На промежуточных переходах она назначается технологом. Шероховатость исходной заготовки назначается технологом исходя из возможностей принятого метода получения заготовки.
Чем выше требования по шероховатости, тем меньшим будет припуск на последующую обработку.
Дефектный слой формируется при любой обработке, при любых технологических операциях, но его толщина может варьироваться от нескольких микрометров до сотен микрометров. Глубина дефектного слоя исходной заготовки определяется главным образом методом получения заготовки, в некоторых случаях габаритными размерами заготовки. Глубина дефектного слоя, формируемого в результате механической обработки, определяется методом и условиями обработки.
|
|
|
Для серого и ковкого чугуна и цветных сплавов после первого технологического перехода глубина дефектного слоя h крайне незначительна и поэтому из расчетной формулы исключается.
Обработка плоских поверхностей отливок. При использовании в качестве основной установочной базы плоскую поверхность (при обработке наружных поверхностей) или наружной плоской поверхности (при обработке внутренних поверхностей вращения, предварительно полученных в заготовке) суммарное значение пространственных отклонений в общем случае следует определять по формуле
Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для отверстия Æ50H8(+0,039) диска. На остальные обрабатываемые поверхности назначить припуски и допуски по ГОСТ 1855-55.
Заготовка представляет собой отливку из чугуна СЧ21-40 ГОСТ 1412-70 II-го класса точности, массой m = 14,6 кг. Технологический маршрут обработки состоит из двух переходов: чернового и чистового. Расточка внутреннего диаметра производится с одной установки. Базами для заготовки служит наружный диаметр детали. Суммарное значение Rz и h, характеризующее качество поверхности литых заготовок составляет 400 мкм.
После первого технологического перехода h для деталей из чугуна исключается из расчётов, поэтому для чернового и чистового растачивания, находим только значения Rz (соответственно 50, 40, 20 и 10 мкм) и записываем их в расчётную таблицу.
1. При растачиваний отверстий Æ50Н8 использовалась наружный диаметр отливки, для определения погрешности расположения, обрабатываемого в данной установке отверстия Æ50H8(+0,039), следует принять смещение стержня относительно наружной поверхности отливки, определяемое допуском на размер 45.
Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно наружной её поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получаем:
√(150/2) 2 + (150/2) 2 = 106 мкм
Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки:
√45,61 2 + 106 2 = 115 мкм
Остаточное пространственное отклонение
Ρост. = k ρзаг. ,
где ky – коэффициент уточнения формы
После чернового растачивания
ρ = 0,05 ∙ 115 = 5,75 мкм
После чистового растачивания
ρ = 0,005 ∙ 115 = 0,57 мкм
Погрешность установки εy при черновой расточке
εy= Öεб2+ εз2
где εб – погрешность базирования; εз – погрешность закрепления.
Погрешность базирования в данном случае возникает за счёт перекоса заготовки в горизонтальной плоскости при установке её в патроне. Перекос при этом происходит из-за наличия зазоров между наибольшим диаметром установочных поверхностей.
|
|
|
Наибольший зазор между патроном и наружными плоскими поверхностями
Smax =δA +δB + Smin,
где δA – допуск на отверстие и наружной поверхности: δA = 39 мкм = 0,039 мм; δB – допуск на диаметр захвата патрона, δB = 50 мкм = 0,050 мм; Smin – минимальный зазор между диаметрами, Smin = 7 мкм = 0,007 мм.
Тогда наибольший угол поворота заготовки в патроне может быть найден из отношения наибольшего зазора при повороте в одну сторону от среднего положения к расстоянию между базовыми отверстиями:
(0,050 + 0,039+0,007)/(√240 2 + 275 2) = 0,00029
Погрешность базирования на длине обрабатываемого отверстия l:
65 ∙ 0,00029 = 0,019 мм = 19 мкм
Погрешность закрепления заготовки εз принимаем 100 мкм (табл. 2.17).
Тогда погрешность установки при черновом растачивании:
√192 + 652 = 54 мкм
Остаточная погрешность установки:
при чистовом растачивании ε2=0,05ε1= 0,05 ∙54 = 2,5 мкм
при тонком растачиванииε3 = 0,005 ∙54 = 0,25 мкм
На основании записанных в табл. 1 данных производим расчёт минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:
где Rzi-1 hi-1 – соответственно высота неровностей и глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем технологическом переходе, мкм;
ρ i-1 – суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе, мкм;
ε i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм.
Минимальный припуск под растачивание:
черновое 
= 2(400 + (√115 2 + 54 2)) = 1054 мкм
чистовое = 2(25 + (√5,75 2 + 0,75 2)) = 61 мкм
Графу “Расчётный размер” заполняем, начиная с конечного (в данном
случае чертёжного) размера последовательным вычитанием расчётного минимального припуска каждого технологического перехода:
для чистового растачивания dр2 =50 + 0,039 = 50,039 мм;
для чернового растачивания dр1 =50,039 – 0,061 = 49,978 мм;
для заготовки dpзаг =49,978 – 1,104 = 48,874 мм.
Значения допусков каждого технологического перехода принимаем по таблицам [4,5] в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки.
Наибольший предельный размер определяем округлением расчётных размеров в сторону уменьшения их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
Наименьшие предельные размеры определяем вычитанием допусков от наибольших предельных размеров:
dmin2 = 50,039 – 0,039 = 50 мм;
dmin1 = 49,978 – 0 = 47,978 мм;
dminзаг = 48,874 – 1,500 = 47,374 мм.
Минимальные предельные значения припусков Zminпр равны разности наибольших предельных размеров, а максимальные значения Zminпр – соответственно разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:
= 50,039 – 50 = 0,039 мм = 39 мкм
= 49,978 – 49,978 = 0 мм = 0 мкм
= 48,874 – 47,374 = 1,5 мм = 150 мкм
= 48,039 – 49,978 = 0,061 мм = 61 мкм
= 49,978 – 48,874 = 0,021 мм = 21 мкм
= 46,874 – 45,374 = 1,498 мм = 149 мкм
Общие припуски ZОmin и ZОmax определяем, суммируя промежуточные
припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф.
2 ZОmin = 61 + 21 + 149 = 231 мкм;
2 ZОmax = 0 + 150+ 21 = 171 мкм.
Общий номинальный припуск:
231 + 65 – 21 = 180 мкм
Номинальный диаметр заготовки:
= 50 – 0,31 = 49,69 мм
Таблица 1. Результаты расчета припусков на обработку
| Технологический маршрут обработки | Элементы припуска | 2Zmin, мкм | Расч. dр, мм | Допуск d, мкм | Размеры по переходам | Предельные припуски | ||||||||
| Rz | h | Då | eу | |||||||||||
| dmax, мм | dmin, мм. | 2Zmin мкм | 2Zmax мкм | |||||||||||
| Литье | - | - | 50,874 | 49,374 | - | - | ||||||||
| Æ50H8 (+0,039) | токарная: Черновое Чистовое | - - | 2,5 0,25 | 51,978 52,039 | 51,978 52,039 | 49,96 52,0 | ||||||||
Расчет режима резания
Определение режимов резания состоит в выборе по заданным условиям обработки наивыгоднейшего сочетания глубины резания, подачи и скорости резания, обеспечивающих наименьшую трудоемкость и себестоимость выполнения операции.
Режимы резания устанавливаются в следующем порядке:
1. Определение глубины резания t мм и числа проходов i. При черновом точении весь припуск целесообразно снимать за один проход. Целесообразность этого должна определяться сравнительным расчетом продолжительности оперативного времени.
2. Выбор подачи S мм/об. Подача выбирается в зависимости от площади сечения державки резца, диаметра обработки и глубины резания. Выбранная подача проверяется на допустимость по мощности электродвигателя, прочности державки резца, прочности пластин из твердого сплава и от заданной чистоты поверхности.
3. Определение скорости резания V м/мин. и соответствующей ей частоты вращения n, мин-1. По значению скорости выбирается потребная частота вращения шпинделя, которая корректируется по паспорту станка.
4. Определяются усилия и мощности резания по выбранным значениям t, S и V.
5. Проверка возможности осуществления выбранного режима резания на заданном станке по его эксплуатационным данным. Если найденный режим не может быть осуществлен на заданном станке, а выбранная подача удовлетворяет, необходимо уменьшить скорость резания.
6. Корректировка выбранного режима по станку в соответствии с его паспортными данными.
Рассчитаем режим резания при растачивании отверстия ø50Н8 на токарно-винторезном станке мод.16К20.
Исходные данные: заготовка получена литьем в землю, материал заготовки –
серый чугун СЧ21-40 ГОСТ 1412-40; D=50 мм; b=47 мм; условия выполнения операции - заготовка устанавливается в трехкулачковый патрон.
Решение
Растачивание отверстий.
Рассчитаем режимы резания на токарную операцию 010.
Расточить поверхность Æ50Н8(+0,039)мм для снятия остатков состава с поверхности, приспособление- трех кулачковый патрон
Материал – СЧ21-40 ГОСТ 1412-40.
Резец: державка- DCLNL 2525 М12;
Пластина для чернового точения- CNMG 120408-KM –ТР0500 (Ti-Al-Si-N)
Пластина для чистового точения- CNMG 120404-WF –400 (Ti-Al2O3)
Станок –токарно-винторезный.
1). Глубина резания:
Tчерн = 2 мм
Tчист = 0,5 мм
2). Выбираем подачу:
Принимаем Sчерн = 0,35 мм/об.
Sчист = 0,1 мм/об
3). Скорость резания рассчитываем по формуле:
Т = 100 мин.
Принимаем: Сv = 324; x = 0,2; y = 0,4; m = 0,28 [16,Т.2, табл. 17, с. 269]
Кυ = Кмυ ∙ Кnυ ∙ Киυ = 1·1·1=1
4). Определяем частоту вращения шпинделя:
5). Определяем действительную скорость резания:
6). Рассчитаем силу резания по формуле:
7). Мощность резания:
Nст. черн. =8кВт (стр. 43.[2])
Nст. чист. =5 кВт
КПД станка для разных станков разный. КПД=0,85, поэтому мощность на шпинделе падает до 
Вывод: Обработка на выбранных режимах резания возможна
8). Основное время:
, где
L – длина обработки
n – подача
S – частота вращения
| Вывод: Обработка на выбранных режимах резания возможна |
Расчетная высота неровностей профиля по десяти точкам на чистовую операцию:
Остаточное напряжение растяжения в поверхностном слое,:
Н/мм2
Прочность державки резца на изгиб
Техническое нормирование
Время, затрачиваемое на выполнение технологической операции в определенных организационно-технических условиях, наиболее благоприятных для данного производства называют технической нормой времени.
I. 1) Оперативное время на токарную черновую операцию:
t0 = 0,28 мин; tв = 0,02; t0 + tв = 0,34 мин.
2) Штучное время:
tшт = tо + tв + tтех + tорг.обсл. + пер.
t тех - 3 % от оперативного времени;
t орг.обсл. – 2 % от оперативного времени
tорг.обсл – 6 % от оперативного времени
tшт = 0,28 + 0,010 + 0,007 +0,020= 0,327 мин.
3) Подготовительно- заключительное время:
t п.з. = tинстр.присп. + tуст.пр.
tинстр.присп – наладка системы СПИД;
tуст.пр – установка исходных координат;
t п.з. = 3 мин. (5)
4) Штучно-калькуляционное время:
Тш.к. = tшт + t п.з/n = 3/1000 + 0,327 = 0,33 мин.
II. 1) Оперативное время на токарную чистовую операцию:
t0 = 1,16 мин; tв = 0,02 t0 + tв = 0,09 мин.
2) Штучное время:
tшт = tо + tв + tтех + tорг.обсл. + пер.
t тех - 3 % от оперативного времени;
t орг.обсл. – 2 % от оперативного времени
tорг.обсл – 6 % от оперативного времени
tшт = 1,16 + 0,003 + 0,0002 +0,006= 1,17 мин.
3) Подготовительно- заключительное время:
t п.з. = tинстр.присп. + tуст.пр.
tинстр.присп – наладка системы СПИД;
tуст.пр – установка исходных координат;
t п.з. = 3 мин. (5)
4) Штучно-калькуляционное время:
Тш.к. = tшт + t п.з/n = 3/1000 + 1,17= 1,173 мин.
Заключение.
В данном курсовом проекте произведен расчет шкива на муфту фрикционную.
В проекте проведён анализ конструкции детали и изделия, условий его работы, требований конструкторской документации к точности детали. Проведёно обоснование выбора используемой заготовки и метода её получения; проведён анализ и выбраны металлорежущие станки, режущие инструменты и мерительные инструменты, разработан новый технологический процесс.
Литература
1. Базров Б.М. и др. “Технология нефтяного и нефтехимического машиностроения”,1986 г.; 384 с.
2. Матвеев В.Н., Абызов А.П. “Научные основы технологии машиностроения”: Набережные Челны, 1996 г.; 230 с.
3. Справочник технолога / А. А.Панова и др. Под ред. А. А.Панова. – М.: Машиностроение. 1988. – 736 с.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985.
5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985.
6. Аверченков В. И., Горленко О. А., Ильицкий В. Б. и др. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения.
7. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. – М.: Машиностроение, 1984. – 400 с.
8. Материаловедение и технология металлов: Учеб. для студентов машиностроительных спец. вузов / Г.П. Фетисов, М.Г. Карпман, В.М. Матюнин и др.; Под ред. Г.П. Фетисова. – М.: Высш. шк., 2001. – 638 с.
9. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. Ч.1 / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. – Л.: Машиностроение, 1982. – 543 с.
10. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. Ч.2 / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. – Л.: Машиностроение, 1983. – 448 с.
11. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. – М.: Машиностроение, 1976. – 288с.
Приложение
|
|
|
12 |
