задание по обработке. шатов2печать. Домашнее задание по курсу Разработка технологии изготовления деталей типа вал

• Название: Домашнее задание по курсу Разработка технологии изготовления деталей типа вал
• Анкор: задание по обработке
• Дата: 19.02.2021
• Размер: 472.41 Kb.
• Имя файла: шатов2печать.docx
• Тип: Документы; #177821

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Факультет «Машиностроительные технологии»


Домашнее задание

по курсу

«Разработка технологии изготовления деталей типа вал».
Вариант ТМ19 (3а-массовое).

Студенты: Анненкова Е.

Безбородов А.

Шаркова К.

Группы: МТ7-93/МТ7-91
Преподаватель: Тищенко Л.А.

Москва, 2018 г.

Дано: разработать технологию изготовления детали типа вал. Сталь 45, тип производства - массовое.


1. Анализ технологических требований, выявление технологических задач; схемы контроля основных параметров расположения поверхностей

a) Анализ технологических требований

Необходимо обеспечить следующие размеры:

• 
  диаметральные размеры:
  

поверхности IT6 – основная поверхность 30k6;

поверхности IT7 - отсутствуют;

поверхности IT8 - 28h8;

• 
  линейные размеры:
  

40_-0,04; 8P9

Неуказанные предельные отклонения размеров:

охватывающих – по H14,

охватываемых – по h14,

остальные – по IT14/2.
Точность взаимного расположения поверхностей:

• 
  отклонение от перпендикулярности торцевых поверхностей 45 относительно оси детали не более 0,02 мм.
  
• 
  отклонение от параллельности плоскости шпоночного паза относительно базы Б 0,5P9,
  
• 
  отклонение от симметричности шпоночного паза относительно базы Б 2P9,
  

Качество обрабатываемой поверхности:

• 
  для поверхности 30 Ra1.25
  
• 
  для поверхности 28 Ra1.25
  
• 
  для поверхности 30 (торец) Ra2.5
  

Для остальных поверхностей R_z=40.
б) Технологические задачи

Обеспечить выполнение основных технологических условий на изготовление:

• 
  6 квалитета 30 k6,
  
• 
  8 квалитет 28 h8;
  
• 
  отклонение от перпендикулярности торцевых поверхностей 45 относительно оси детали не более 0,02 мм.
  
• 
  отклонение от параллельности плоскости шпоночного паза относительно базы Б 0,5P9,
  
• 
  отклонение от симметричности шпоночного паза относительно базы Б 2P9,
  

в) Схемы контроля основных параметров расположения поверхностей

• 
  отклонение от перпендикулярности торцевых поверхностей 45 относительно оси детали не более 0,02 мм.
  

1, 2, 3, 4 – длинное центрирование, определяет ось детали, лишает четырех степеней свободы.

5 – упор, лишает одной степени свободы.

Индикатор располагаем на торце, выставляем на 0, делаем полный оборот, в конечном положении показания прибора не должны превышать 0,02 мм.

2. Анализ технологичности конструкции по качественным и количественным критериям

a) Конфигурация детали

Конструктивная форма детали должна представлять собой сочетание простых геометрических поверхностей (плоскость, цилиндр, конус), обуславливающих возможность применения высокопроизводительных методов производства, предусматривать удобную и надежную базу в процессе обработки.

Вывод: деталь соответствует требованию технологичности (качественный анализ).
б) Конструктивные формы и размерные соотношения должны обеспечивать достаточную жесткость детали



Вывод: деталь соответствует требованию жесткости конструкции, но для обработки требуется подпор задним центром.
в) Применение штамповки при массовом производстве экономически выгоднее и коэффициент использования материала значительно выше, чем при точении из проката.

Вывод: при изготовлении заготовки штамповкой деталь соответствует требованию технологичности.
г) Степень точности изготовления детали

Коэффициент точности обработки:



, где





А_cр - средний квалитет точности обработки детали

А - квалитет точности обработки детали,

n_i - число размеров соответствующего квалитета.
Тогда, для нашей детали:







Вывод: деталь соответствует требованию технологичности по параметру степени точности изготовления.

д) Удобство подвода и вывода инструмента

Проточка обеспечивает выход шлифовального инструмента.

Вывод: деталь соответствует требованию технологичности.
е)Унификация конструкции элементов детали:

Куэ - коэффициент унификации конструктивных элементов детали



Вывод: деталь соответствует требованию унификации.
Общее заключение о технологичности детали:

По всем количественным и качественным показателям деталь является технологичной.
3. Выбор метода получения заготовки

a) Материал: сталь 45 – заготовку можно получить покупкой сортамента или обработкой давлением.

Обработка давлением предпочтительнее, т.к. литая заготовка имеет много дефектов, а именно имеет пористую структуру (поры, раковины и т.д.)

б) Размеры и конструктивная форма заготовки: деталь класса вал,

H=105 мм D=71,83 мм.

в)Тип производства: массовое.

г)Требуемая точность заготовки: IT14 ; R_a= R_z/4 = 10
4. Выбор маршрута обработки основных поверхностей

За технологическую базу принимается поверхность вала 30k6 и R_a 1,25, т.к. это размер с наивысшим квалитетом точности.

Поверхности 30k6 с шероховатостью Ra 1.25:

штамповка на ГКМ; обеспечивает Т = 1,3 мм и Ra40 (Rz 160);

черновое точение; обеспечивает 12 квалитет точности и Ra12,6 (Rz 50);

получистовое точение обеспечивает 10 квалитет точности и Rа 9,5 (Rz 38);

тонкое точение обеспечивает 8 квалитет точности и Rа 2,5 (Rz 10);

шлифование чистовое; обеспечивает 6 квалитет точности и Rа1,25 (Rz 10);
5. Разработка общего маршрута обработки детали

См. приложение.
6. Расчет припусков на механическую обработку

Расчет проводим для диаметра 30k6 с шероховатостью Rа = 1,25 мкм.

1. 
   Маршрут обработки этой поверхности следующий:
   

• 
  штамповка на ГКМ
  
• 
  черновое точение до IT12
  
• 
  получистовое точение до IT10
  
• 
  тонкое точение до IT8
  
• 
  шлифование до IT6
  

2. 
   Определим допуски для заготовки по переходам:
   

• 
  штамповка на ГКМ Т_заг = 1,3 мм ( );
  
• 
  черновое точение Т₁ = 0,210 мм;
  
• 
  получистовое точение Т₂ = 0,084 мм;
  
• 
  тонкое точение Т₄ = 0,033 мм;
  
• 
  предварительное шлифование Т₅ = 0,021 мм;
  
• 
  окончательное шлифование Т₆ = 0,013 мм
  

3. 
   Для каждого перехода определяем по «Справочнику технолога-машиностроителя» том 1, значения высоты неровностей Rz, и глубину поверхностного слоя:
   

• 
  штамповка на ГКМ Rz_заг = 160 мкм; h_з = 200 мкм
  
• 
  черновое точение Rz₁ = 50 мкм; h₁ = 50 мкм
  
• 
  получистовое точение Rz₂ = 38 мкм; h₂ = 38 мкм
  
• 
  тонкое точение Rz₄ = 10 мкм; h₄ = 10 мкм
  
• 
  предварительное шлифование Rz₅ = 10 мкм; h₅ = 10 мкм
  

• 
  окончательное шлифование Rz₆ = 1.25 мкм h₆ = 1.25 мкм
  

4. 
   Для каждого перехода рассчитаем значение пространственных отклонений :
   

• 
  Штамповка на ГКМ
  

,

где l_k – размер до сечения оси левого торца, l_k = 100

_ку – удельная кривизна в мкм на мм длины заготовки (_ку = 6 мкм/мм)

_см – смещение штампуемой правой шейки заготовки по отношению к цилиндру остальной части, _см = 0,25 мм.

_ц – пространственные отклонения, которые возникли при зацентровке вала



Пространственные отклонения при выполнении последующих переходов будут копироваться; их определим по формуле:

, где – пространственные отклонения, полученные на предшествующем переходе; K_у – коэффициент копирования погрешностей.

Пространственные погрешности при выполнении перехода:

• 
  черновое точение ₁ = ₃K_у = 7760,06 = 46,56 мкм  47 мкм
  
• 
  получистовое точение ₂ = ₁K_у = 470,06  3 мкм
  

После термической обработки возникает искривление заготовки в результате теплового воздействия на нее:

_Т.О. = _ТОУ  L_о/2 = 1 мкм/мм60 мм = 60 мкм, где _ТОУ  удельное значение кривизны стержня заготовки при термической обработке, L_о  общая длина вала.

5. 
   Для каждого перехода обработки определяем погрешность установки _i. В данном случае схема установки будет одна и та же – в центрах с поводком. Погрешность установки _i для этой схемы установки равна 0.
   

6. 
   Для каждого перехода обработки рассчитаем минимальный припуск по формуле ;
   

• 
  черновое точение 2Z_1 min = 2 (360+776)=2272 мкм;
  
• 
  получистовое точение 2Z_2 min = 2 (100+47)=294 мкм;
  
• 
  тонкое точение 2Z_4 min = 2 (25+25)=100 мкм;
  
• 
  предварительное шлифование 2Z_5 min = 2 (20+60)=160 мкм;
  
• 
  окончательное шлифование 2Z_6 min = 2 (20+4)=48 мкм.
  

Расчет припусков минимальных закончен, переходим к расчету промежуточных размеров.

7. 
   Рассчитываем наименьшие расчетные размеры по переходам.
   

Расчет начнем с последнего перехода обработки

• 
  шлифование окончательное d_{6 min p} = d_{чертежа min} = 30,002 мм;
  
• 
  шлифование предварительное
  

d_5 min p = d_6 min р +Z_6 min = 30.002 + 0,048 = 30.050 мм;

• 
  точение тонкое d_4 min p = d_5 min р +Z_5 min =30.050+ 0,160 = 30.210 мм;
  
• 
  точение получистовое d_2min p = d_3 min р +Z_3min = 30.310 + 0,158 = 30.468мм;
  
• 
  точение черновое d_1 min = d_2 min р +Z_2 min = 30.468 + 0,294 = 30.762 мм;
  
• 
  штамповка на ГКМ d_заг min = d_1 min р +Z_1min = 30.762 + 2,272 = 33.034 мм
  

8. 
   Определим предельные наименьшие размеры по переходам d_i min, для чего округляем расчетные наименьшие размеры в сторону увеличения до десятичного знака, какой имеет допуск
   

• 
  штамповка на ГКМ – d_3 min = 33 мм; Т₃ = 0,3 мм;
  
• 
  черновое точение – d_1 min = 30.8 мм; Т₁ = 0,21 мм;
  
• 
  получистовое точение – d_2 min = 30.5 мм; Т₂ = 0,084 мм;
  
• 
  тонкое точение – d_4 min = 30.2 мм; Т₄ = 0,033 мм;
  
• 
  шлифование окончательное – d_5 min = 30.05 мм; Т₅ = 0,021 мм;
  
• 
  шлифование предварительное – d_6 min = 30.002 мм; Т₆ = 0,013 мм
  

9. 
   Рассчитаем максимальные расчетные размеры по переходам
   

• 
  штамповка на ГКМ – d_заг max = d_3 min + T_заг = 33,3 мм;
  
• 
  черновое точение – d_1 max = d_1 min + T₁ = 31.1 мм;
  
• 
  получистовое точение – d_2 max = d_2 min + T₂ = 30.584 мм;
  
• 
  тонкое точение – d_4 max = d_4 min + T₄ = 30.233 мм;
  
• 
  шлифование окончательное – d_5 max = d_5 min + T₅ = 30.071 мм;
  
• 
  шлифование предварительное – d_6 max = d_6 min + T₆ = 30.015 мм
  

10. 
    Корректируем припуски на основе установленных предельных размеров: Z_i min = d_i-1min – d_i min; Z_i max = d_i-1max – d_i max
    

• 
  черновое точение – Z_1 min = 2,33 мм; Z_1 max = 3,42 мм;
  
• 
  получистовое точение – Z_2 min = 1,303 мм; Z_2 max = 1,429 мм;
  
• 
  тонкое точение – Z_4 min = 0,100 мм; Z_4 max = 0,119 мм;
  
• 
  шлифование окончательное – Z_5 min = 0,16 мм; Z_5 max = 0,17 мм;
  
• 
  шлифование предварительное – Z_6 min = 0,048 мм; Z_6 max = 0,060 мм
  

Общий минимальный припуск Z_0 min = 4,099 мм.

Общий максимальный припуск Z_0 max = 5,388 мм.

Проверка правильности расчетов Z_0 max – Z_0 min = Т_заг – Т₆;

1,287 = 1,3 – 0,013 = 1,287 мм.

Вывод: расчеты выполнены верно!

Таблица 2
МГТУ имени Н.Э.Баумана	КАРТА РАСЧЕТА ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ ПРЕДЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПЕРЕХОДАМ														Группа МТ3-91
	Наименование детали вал														(Индекс группы) Студент Иванов
Факультет МТ
	Вид заготовки штамповка на ГКМ						Марка материала сталь 45
Кафедра МТ-3
															Фамилия, инициалы
Элементарная поверхность детали. Технологический маршрут ее обработки с указанием квалитета точности и шероховатости поверхности по переходам		Элементы припуска в мкм				Расчетный припуск в мкм		Расчетный размер в мм	Допуски в мкм		Принятые (округленные) размеры заготовки по переходам в мм		Полученные значения (предельные) припусков				Примечания
		Rzi	hi	Pi	Ei						Наибольший	Наименьший		Zmax		Zmin
Штамповка на ГКМ		160	100	776				33.034	1300		33.3	33.0
1.Черновое точение		50	50	47	0	2272		30.762	210		31.1	30.8		3,42		2,33
2.Получистовое точение		38	38	3	0	294		30.468	84		30.584	30.5		1,429		1,303
3.Чистовое точение		25	25	0	0	158		30.310	52		30.352	30.3		0,19		0,158
4.Тонкое точение		10	10	0	0	100		30.210	33		30.233	30.2		0,119		0,100
Термическая закалка
5.Шлифование окончательное		10	10	60	0	160		30.050	21		30.071	30.05		0,17		0,16
6.Шлифование предварительное		2,5	2,5	4	0	48		30.002	13		30.015	30.002		0,060		0,048
												Z0		5,388		4,099

7. Такт выпуска

t_Д = 60*Ф_д / N

где Ф_д – действительный фонд времени в планируемом периоде (год),ч;

N – объём выпуска за этот же период, шт.

Ф_д для двух смен составляет 4015 ч. Объём выпуска 500000 шт./год.

t_Д = 60* 4015/ 500000 = 0.48 мин/шт.

8. Технические характеристики станков

1) Кривошипный штамповочный пресс серии JD23



Технические характеристики:

Параметры	Ед. изм.	JD23-16	JD23-25	JD23-40	JD23-63	JD23-80	JD23-100
Номинальное усилие пресса	кН	160	250	400	630	800	1000
Ход под номинальным усилием	мм	2	2.5	4	5	5	5.5
Ход ползуна	мм	55	65	100	120	120	130
Количество ходов	мин-1	125	60	45	40	40	38
Максимальное расстояние между столом и ползуном	мм	170	205	260	270	290	370
Регулировка высоты между столом и ползуном	мм	45	45	65	80	80	100
Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем ходе	мм	160	200	250	290	310	380
Размер отверстия в подшпамповой плите	мм	180х200	220х250	260х300	290х330	340х400	360х430
Размер отверстия ползуна (диаметр x глубина)	мм	Ø40х60	Ø40х60	Ø50х70	Ø60х70	Ø60х70	Ø60х85
Размеры стола, спереди назад*слева направо	мм	300х460	380х580	480х760	550х850	570х920	710х1080
Толщина стола	мм	50	65	70	85	95	115
Расстояние от пола до поверхности стола	мм	800	865	890	930	940	1000
Мощность электродвигателя главного привода	кВт	1.5	2.2	5.5	7.5	7.5	7.5
Макс. угол наклона	˚	30	30	30	30	30	30
Габариты (ДхШхВ)	мм	920х1150х1920	1050х1350х2150	1400х1685х2700	1500х1950х3060	1550х1985х3160	1750х2500х3390
Масса	кг	1250	2350	4100	5900	7000	12500

2) Токарно-винторезный станок Metal Master MML 2870

Список использованных источников:

1. 
   Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб и доп. – М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.
   
2. 
   Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб и доп. – М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.
   
3. 
   Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под. Ред. А.М. Дальского и А.Г. Косиловой. – 5-е изд., испр. - М.: Машиностроение, 2003.