Дипломная Башенный кран. 4 ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ. 4. Технология машиностроения 1 Анализ технологичности детали

• Название: 4. Технология машиностроения 1 Анализ технологичности детали
• Анкор: Дипломная Башенный кран
• Дата: 22.04.2023
• Размер: 64.02 Kb.
• Имя файла: 4 ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ.docx
• Тип: Анализ; #1081368

4. Технология машиностроения
4.1 Анализ технологичности детали

Данные о детали: наименование - ось, материал - сталь 40 ГОСТ 1050-74, масса - 11 кг. Неуказанные предельные отклонения размеров: валов - h 14, остальных - по IT±14/2.

Анализируемая деталь представляет собой сочетание цилиндрических поверхностей, диаметральные размеры которых убывают от одного торца до другого. В средней части оси имеются две шейки  90К6 под подшипники. На одном из торцов имеется резьбовой хвостовик М80х2. Деталь достаточно жесткая, так как L/D = 175/88 = 2. Габаритные размеры: L = 175 мм, d_max = 120 мм. В местах перехода ступеней детали предусмотрены унифицированные канавки с галтелями.

Заданная чертежом точность размеров поверхностей, их отклонения от взаимного расположения и параметры качества поверхностных слоев могут быть достаточно экономично обеспечены традиционными методами механической обработки. Вместе с тем предусмотренная чертежом форма выточки (D = 88 мм, В = 30 мм) не технологична, так как требует использования прорезного резца большой ширины или многопроходной обработки.

В целом конструкция детали технологична, обладает достаточной жесткостью, обеспечивает свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, что позволяет при обработке использовать высокопроизводительные режимы резания и типовую оснастку.

4.2 Выбор типа производства

Задаемся годовым объемом выпускаемых деталей N_п = 400 шт/год. Определим штучное время на выполнение основных операций технологического процесса.

Расчет штучного времени проводим по приближенным формулам.

Технологический процесс изготовления детали состоит из трех операций: фрезерно-отрезной, токарно-винторезной, кругло-шлифовальной.

Фрезерно-отрезная операция:

Т₁ = 0,19  125²  10^-3 = 3 мин

Токарно-винторезная операция:

подрезка торцов

Т₂' = 0,037  125²  2  10^-3 = 1,2 мин

черновое точение

Т₂" = 0,17  (122  35 + 92  110 + 80  30 + 24  10)  10^-3 = 3 мин

чистовое точение

Т₂'" = [0,17  (120  25 + 90  110) + 0,19  80  30]  10^-3 = 2,7 мин

T₂ = 1,2 + 3 + 2,7 = 5,9 мин

Кругло-шлифовальная операция

Т₃ = 0,25  90  40  2  10^-3 = 1,8 мин

Определим штучно-калькуляционное время с учетом коэффициента перехода:

Т_шк1 = 1,84  3 = 5,5 мин

Т_шк2 = 2,14  5,9 = 12,6 мин

Т_шк3 = 2,1  1,8 = 3,8 мин
Определим количество станков, необходимых для выполнения каждой технологической операции:





Округлив m_pi до ближайшего целого числа, получим количество рабочих мест для выполнения каждой операции:

Р₁ = 1; Р₂ = 1; Р₃ = 1

Определим фактические коэффициенты загрузки оборудования:

_зф1 = 0,02; _зф2 = 0,05; _зф3 = 0,015

Определим количество операций, закрепленных за каждым рабочим местом:






Определим коэффициент закрепления операции:

Тип производства – мелкосерийный.
4.3 Выбор заготовки

При выборе способа получения заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению формы и размеров заготовки и детали, что позволит снизить трудоемкость технологического процесса.

Анализ конструкции детали, а также масштабы ее производства указывают на то, что наиболее рациональным способом получения заготовки будет производство ее из сортового горячекатаного круглого проката нормальной точности. Круг В 125 ГОСТ 2591-71.

4.4 Расчет припусков на механическую обработку

Определим промежуточные и исходные размеры заготовки для шейки оси под подшипник  90 к6, Ra = 1,25, материал детали – сталь 40 ГОСТ 1050-74, заготовка – круглый прокат, обработка в центрах с поводковым патроном.

Заданная точность изготовления и качество поверхности достигаются за четыре технологических перехода:

- черновое точение;

- чистовое точение;

- шлифование предварительное;

- шлифование окончательное.

Так как обработка детали производится в центрах, то погрешность установки Е_i равна нулю. Суммарное значение пространственных погрешностей определяется по формуле:
(5.1)

где _ко– общая кривизна заготовки, мкм;

_ц – погрешность зацентровки, мкм;
_ко = К l (5.2)
где К – удельная кривизна профиля, К= 5 мкм/мм;

l – длина заготовки, мм;
_ко = 5  165 = 825 мкм

(5.3)
где - допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, используемый при зацентровке, = 2,4 мм.




Отсюда

Остаточные величины пространственных отклонений:

_ч.т.=0,06  1175 = 70,5 мкм

_чист.т.=0,04  1175 = 47 мкм

_шл.и.=0,02  1175 = 23,5 мкм

Расчет минимальных значений припусков ведем по формуле:
2Z_min = 2(R_zi-1 + T_i-1 + _i-1) (5.4)
где R_zi-1 - шероховатость поверхности, получаемая на предшествующем технологическом переходе, мкм;

T_i- толщина дефектного слоя материала, мкм;

_i-1 - пространственное отклонение в расположении обрабатываемых поверхности относительно технологических баз на предшествующем технологическом переходе, мкм.

Наибольшие предельные размеры вычисляются как:
d_(i-1)max+ d_(i-1)min+ _(i-1) (5.5)
где d_(i-1)min - округленный наименьший предельный размер, мм;

_(i-1) - допуск, мм.

Определим предельные значения припусков с учетом того, что черновое точение выполняется по 13 квалитету точности, чистовое точение - по 11 квалитету, предварительное шлифование по 9 квалитету, а чистовое шлифование – по 6 квалитету точности:

2Z_max(i) = d_max(i-1) – d_max(i) (5.6)

Предельные значения припусков 2Z_min определяются по формуле:

2Z_min(i) = d_min(i-1) – d_min(i) (5.7)

Результаты расчета сведены в таблицу 5.1.

4.5 Расчет режимов резания и норм времени

Расчет режимов резания и норм времени выполнен для чернового точения токарно-винторезной операции.

Исходные данные для расчета:
диаметр до обработки - D = 99,5 мм;

диаметр после обработки - d = 91 мм;

длина резания - 30 мм.

Определим глубину резания по формуле:
t = (D-d)/2 (5.8)
где D – диаметр заготовки до обработки, мм;

d – диаметр заготовки после обработки, мм.
t = (99,5 - 91)/2 = 4,25 мм
В зависимости от глубины резания t и диаметра детали выбираем величину подачи:

S = 0,6 мм/об.

Определяем скорость резания по формуле:
(5.9)
где C_v – коэффициент, зависящий от материала детали и условий работы;

K_v – поправочный коэффициент;

m, x, y – показатели степеней;

Т – стойкость резца, мин.

C_v = 340; х = 0,15; m = 0,20; y = 0,45; Т = 60 мин
K_ = K_н  K_n  K_u (5.10)
где K_n - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания, K_n = 0,9;

K_u - коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента на скорость резания, K_u = 1.





Тогда K_ = 1,07  0,9  1 = 0,96
м/мин
Определим расчетное число оборотов шпинделя станка:
(5.11)

об/мин

По паспорту станка 16К20 принимаем число оборотов шпинделя n = 500 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания равна:

Тангенциальная составляющая силы резания определится п формуле:
P_z = 10C_p  t^x  S^y  vⁿ  K_p (5.12)
где C_p = 300; х = 1,0; y = 0,75; n = -0,15
К_р = К_нр  К_р  К_р  К_р  К_гр (5.13)

К_р = 0,89; К_р = 1,0; К_р = 1,0; К_гр = 1,04;
К_р = 0,95  0.89  1,0  1,0  1,04 = 0,88
P_z = 10  300  4,25^1,0  0,6^0,75  143 ^-0,15  0,88 = 3614 Н

Определим потребную мощность станка по формуле:
(5.14)
где - КПД станка,  = 0,85.

Мощность станка модели 16К20 равна 10 кВт.

Определим штучное время по формуле:
Т_шт = Т_осн+ Т_всп + Т_обсл+ Т_п (5.15)
где Т_осн – основное технологическое время, мин;

Т_всп– вспомогательное время, мин;

Т_обсл – время на техническое обслуживание, мин;

Т_п – время перерывов, мин.

(5.16)
где L – расчетная длина обработки, мм;

i – число рабочих ходов.
L = l+ y (5.17)
где l – длина обрабатываемой поверхности в направлении подачи, мм;

y – величина врезания и перебега инструмента, мм.
L = 140 + 0 = 140 мм

Т_всп = Т_вц+ Т_вп (5.18)
где Т_вц – вспомогательное время на установку, закрепление и снятие детали, мин;

Т_вп – вспомогательное время, связанное с переходом, мин.

Т_вц = 1,3 мин; Т_вп = 0,7 мин.
Т_всп = 1,3 + 0,7 = 2 мин
(5.19)
где t_см – время на смену инструмента, t_см = 2,5 мин;

Т – расчетная стойкость резца, Т = 60 мин.



Операционное время:
Т_оп = Т_осн+ Т_всп
Т_оп = 0,5+ 2 = 2,5 мин
Время на организацию обслуживания рабочего места берется 17% от операционного:


Время на отдых берется 6% от операционного:

Т_шт = 0,5 + 2 + 0,54 + 0,42 + 0,15 = 3,61 мин