Курсовая (разработка кронштейна). курсовая ТДРЭС. Разработка технологического процесса изготовления кронштейна и конструкции технологической оснастки (станочного приспособления)
 Скачать 45.3 Kb.
|
|
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» Факультет компьютерного проектирования Кафедра электронной техники и технологии Дисциплина: Технология деталей радиоэлектронных средств ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к курсовой работе на тему Разработка технологического процесса изготовления кронштейна и конструкции технологической оснастки (станочного приспособления) Студент: Петрович А. М. ст. гр. 010291 Руководитель: профессор, доктор технических наук, преподаватель Бордусов С. В. Минск, 2021 Содержание 1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 4 2 ОБЗОР МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ, АНАЛОГИЧНЫХ ЗАДАННОЙ 7 3 ВЫБОР МЕТОДА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 9 4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА И РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ 12 5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА 13 6 КОНСТРУКТИРОВАНИЕ ОСНАСТКИ (СТАНОЧНОГО ПРИССПОСОБЛЕНИЯ) 14 7 РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ, ПОГРЕШНОСТЕЙ И РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ 15 8 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 16 Заключение 17 Список использованных источников 18 Приложение А 18 Приложение Б 19 Приложение В 20 Введение Одной из важнейших отраслей промышленности считается машиностроение. Оно создает наиболее активную часть основных производственных фондов – орудия труда, следовательно, ускорение темпов его роста основа научно-технического процесса во всех отраслях хозяйства страны. Возрождение и развитие отечественной машиностроительной промышленности невозможно без интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники, применения прогрессивных технологий. Повышение эффективности машиностроительного производства может быть осуществлено только путём его автоматизации и механизации, оснащения высокопроизводительным оборудованием. В современных условиях широкое распространение получает технологическое оборудование с числовым программным управлением, позволяющее производить весь комплекс обработки на одном станке. Оно отличается высокой производительностью, повышенной точностью, высокой концентрацией обработки и снижением участия человека в процессе работы. Целью курсовой работы является разработка технологического процесса изготовления детали «Кронштейн» в условиях среднесерийного производства. Цель курсовой работы определяет следующие задачи: анализ технического задания; обзор методов изготовления детали; выбор метода изготовления; выбор основных материалов; определение размеров; выбор оборудования и инструмента; расчет погрешностей и припусков. В разработанном технологическом процессе предполагается использовать современное высокоточное оборудование и эффективный инструмент, что обеспечит высокую производительность и качество обработки изготовляемой детали. 1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯЗаданием данного курсового проекта является разработка технологического процесса изготовления кронштейна с учетом технико-экономических показателей и требований к технологическим процессам, а также охраны труда и техники безопасности. Кронштейн по своим конструктивным признакам относится к классу сложнопрофильных деталей. Кронштейн представляет собой корпусное Т-образное тело малых габаритов с четырьмя отверстиями Ø3,3 мм для монтажа самой детали к необходимой поверхности и двумя отверстиями Ø4 мм для фиксации объекта установки в кронштейн болтом и сквозным отверстием для самого устанавливаемого объекта. Форма детали образована сочетанием простых поверхностей (плоских, цилиндрических) и сложных поверхностей (контур детали, выемки, фаски). Коэффициент закрепления операции КЗО = 35. Так как значения КЗО в диапазоне от 20 – до 40, то можно сказать, что деталь будет относиться к мелкосерийному производству. Материалом изготавливаемой детали является сталь марки Ст3 ГОСТ 380-2005 [2]. Строго говоря, ГОСТ 380-2005 не предусматривает обозначение стали Ст3 в таком «чистом» виде «Ст3» – без букв «кп», «пс» и «сп». Этот стандарт определяет марки стали Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, а также их модификации с повышенным содержанием марганца – Ст3Гсп и Ст3Гпс. Употребление обозначения стали Ст3 без сопутствующих букв стандартом не предусмотрено. Более того, в ГОСТ 380-2005 указано, что если в заказе не указана степень раскисления стали, то ее устанавливает изготовитель. К слову, самая дешевая в изготовлении – кипящая сталь. Полное обозначение любой марки стали по ГОСТ 380-2005, то есть такое, которое нужно указывать в заказе, выглядит, например, следующим образом: «Ст3Гсп ГОСТ 380-2005». Где, Ст – обозначение стали углеродистой обыкновенного качества; 3 – условный номер марки стали (всего их в ГОСТ 380-2005 семь, в зависимости от ее химического состава – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6); Г – буква Г присутствует в обозначении, если массовая доля марганца в стали превышает 0,8 %; Сп – степень раскисления стали. По способу раскисления сталь Ст3 подразделяется на спокойную (раскисление марганцем, кремнием и алюминием), кипящую (раскисление только марганцем) и полуспокойную (раскисление марганцем и алюминием). По химическому составу кипящая сталь отличается от спокойной тем, что почти не содержит кремния (менее 0,05 %). Спокойная сталь содержит кремния от 0,15 до 0,30 %. Поскольку кипящая сталь содержит кислорода больше, чем спокойная сталь, то она хуже по качеству, чем спокойная. Полуспокойная сталь занимает по качеству промежуточное положение между кипящей и спокойной сталями. Легирующие элементы стали марки СТ3 представлены в таблице 1.1. В сталь марки СТ3 входят такие примеси как хром (0,30%), никель (0,30%), медь (0,30%), сера (0,005%), фосфор (0,04%) и азот (0,10%). Таблица 1.1 – Легирующие элементы Ст3
Сталь Ст3кп применяют в основном для второстепенных и малонагруженных элементов сварных элементов и не сварных конструкций, работающих в интервале температур от минус 10 до 40 °С. Стали Ст3пс и Ст3сп применяют в более ответственных случаях, например, для несущих и ненесущих элементов сварных и не сварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Из сталей Ст3Гпс и Ст3Гсп изготавливают фасонный и листовой прокат толщиной до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до + 45 °С, а также для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +45 °С. Покрытием будет являться H6 (материал – никель, толщина – 6 мм). Никель – серебристо-белый металл с сильным блеском. Атомная масса никеля 58,69 г/моль, плотность 8,9 г/см3. Имеет электрохимический эквивалент 1,095 г/(А*ч), его стандартный потенциал равен минус 0,25 В. Никелирование – процесс нанесения тонкого слоя металлического никеля на изделие для придания ему необходимых свойств. Покрытия широко применяются в качестве подслоя при покрытии драгоценными металлами, а также для улучшения электропроводности, повышения твердости, защиты в щелочных средах и придания высокодекоративного внешнего вида. Покрытия имеют пониженную пластичность, но после отжига при  их пластические свойства значительно улучшаются.Значение среднеарифметического отклонения профиля резьбового отверстия Ra = 5 мкм. Резьба метрическая М4 (где 4 – это внешний диаметр витка винта), 7Н – степень точности. 6 фасок –  и 4 фаски  (плоские узкие срезы (притупления) острых кромок деталей). Отверстия Ø4Н9 (где Н9 – предельное отклонение +0,03). Значение среднеарифметического отклонения профиля всех прочих частей детали Ra = 10 мкм. Параметры шероховатости позволяют сказать, что данная деталь подходит под многие методы обработки резанием. Деталь «Кронштейн» удовлетворяет следующим требованиям технологичности: – возможность использования рациональных заготовок; – достаточная жесткость детали; – возможность применения унифицированных инструментов при обработке детали; – большинство поверхностей детали доступны для обработки и контроля (инструментальная доступность); – базовые поверхности обеспечивают простоту и надежность закрепления детали в приспособлении. Удовлетворение вышеперечисленным требованиям увеличивает технологичность детали. К факторам, снижающим технологичность детали, относятся: – наличие сложнопрофильных поверхностей, которые усложняют процесс обработки и затрудняют их контроль; – отверстия под углом к поверхности. В целом деталь можно считать технологичной. 2 ОБЗОР МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ, АНАЛОГИЧНЫХ ЗАДАННОЙК прочности кронштейна предъявляются высокие требования. Прочность детали обеспечивается правильным выбором материала, видом термообработки, конструктивным решением самой детали, способом изготовления заготовки. По этой причине оптимальным методом изготовки будет являться литье. Для литейных металлических сплавов основной заготовочный материал – чушки, слитки, из которых изготавливают отливки. В производстве наибольшее распространение получили литье под давлением, по выплавляемым моделям, в оболочечные формы, кокиль и другие [3]. При обеспечении технологичности конструкции литой детали необходимо прежде всего учитывать выбранный способ литья, исходные механические и эксплуатационные свойства, влияющие на уровень производственных и эксплуатационных затрат. Отливки должны иметь очень близкую к очертаниям готовых деталей конфигурацию, высокую размерную точность, обусловливающую минимальные припуски на механическую обработку и малую шероховатость поверхности. Конструкция детали должна отвечать следующим основным техническим требованиям: - детали должны иметь простое внешнее очертание без резких углов, высоких ребер и выступов, а также минимальное число внутренних полостей; - конструкция отливки должна обеспечивать направленное затвердевание металла и достаточную сопротивляемость усадочным и термическим напряжениям; - литые детали следует изготавливать по возможности небольшой массы, подвергать минимальной механической обработке. Необходимо предусматривать конструктивные уклоны, обеспечивающие легкое извлечение отливки из формы. Стенки должны быть оптимальной толщины, удовлетворяющей условиям заливки металла в соответствии с выбранным способом литья. Также для изготовления кронштейнов применяют метод резания уже готовых сортаментов. При фрезеровании снимаемый припуск послойно срезается зубьями режущего инструмента - фрезы. Фрезерованием обрабатывают плоские и фасонные поверхности, пазы, шпоночные канавки. Фрезы являются многолезвийным инструментом, состоящим из 8 - 12 и более режущих зубьев (резцов). Резание при фрезеровании осуществляется несколькими зубьями (резцами) последовательно. Каждый зуб или несколько зубьев фрезы осуществляют резание лишь короткий промежуток времени, после чего вступает в работу другой зуб и так далее, а работавший зуб остывает за промежуток времени, равный длительности одного оборота фрезы. Благодаря циклическим условиям резания инструмент находится в более благоприятных условиях, чем токарные резцы, что делает метод фрезерования высокопроизводительным. При фрезеровании машинное время обработки зависит, при прочих равных условиях, от глубины резания, то есть от того, за сколько проходов снимается припуск на обработку, от подачи на зуб фрезы, числа зубьев и числа оборотов фрезы. Значит, сократить машинное время можно, увеличивая глубину резания, подачу на зуб, число зубьев, число оборотов фрезы, а следовательно, и скорость резания. Работая обычной твердосплавной торцовой фрезой, мы можем срезать с обрабатываемой поверхности за один проход максимум 10-12 мм. При большей глубине резания зубья фрезы будут из-за чрезмерной нагрузки быстро выкрашиваться. Для того, чтобы этого не происходило нужно только взять не обычную, а ступенчатую фрезу. Производительность при работе ступенчатыми фрезами выше при одинаковых нагрузках на зубья. Ступенчатые фрезы сложнее по конструкции, чем обычные торцевые и поэтому их выгодно применять только при обработке деталей с припусками более 10 мм. С увеличением числа зубьев фрезы минутную подачу обычно можно увеличить. Однако существуют определенные трудности в проектировании, изготовлении и эксплуатации многозубых фрез. 3 ВЫБОР МЕТОДА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИОптимальным методом для изготовления заданной детали «кронштейн» является фрезерование с ЧПУ. Фрезерование подходит для множества различных функций, включая нарезание резьбы, снятие фаски, прорезание пазов и т. д. Это позволяет создавать сложные конструкции на одном фрезерном центре с ЧПУ с завидной точностью. Эти допуски на станках с ЧПУ около +/- 0,1 мм. Для создания этих вышеупомянутых функций требуется множество различных фрезерных операций: – фрезерование поверхности; – торцевое фрезерование; – угловое фрезерование; – фрезерование формы; – профильное фрезерование; – зубофрезерование и др. При фрезеровании поверхности могут использоваться различные фрезы, широкие или узкие, в зависимости от необходимого результата. Использование широкой фрезы может привести к быстрому съему материала в сочетании с низкой скоростью резания, высокой скоростью подачи и крупными зубьями фрезы. Конечно, обработка поверхности такой резки может не соответствовать требованиям. Следовательно, второй шаг может включать смену инструментов для использования более мелких резцов. Это также требует более высоких скоростей резания и более низких скоростей подачи, поэтому количество снимаемого материала в единицу времени меньше. В то же время финальная отделка получается более аккуратной. Таким образом, сочетание этих двух факторов является хорошим выбором с экономической точки зрения. В этой операции используется режущий инструмент с зубьями по бокам и на конце. Ось инструмента перпендикулярна обрабатываемой детали. Торцевое фрезерование часто происходит после фрезерования поверхности, так как оно позволяет получить более сложные контуры и оставляет красивую поверхность. Зубцы по бокам выполняют большую часть работы по резке, а зубцы на кончике обрабатывают поверхность. Эта операция фрезерования позволяет нам создавать фаски, канавки и т. д. Есть несколько способов выполнить эти функции. В случае обычного 3-осевого фрезерного станка наиболее целесообразно использовать разные фрезы. Это могут быть фрезы «ласточкин хвост» для обработки канавок под углом или просто фрезы с конической режущей головкой для снятия фасок. Обратите внимание, что эти двое в основном противоположны друг другу. Ось фрезы может быть перпендикулярна или расположена на одной линии с поверхностью. Фрезерование формы требует специального инструмента для создания более сложных контуров поверхности. Выпуклые и вогнутые фрезы являются примерами инструментов, которые здесь используются. Фрезерование формы помогает создать эти контуры поверхности за один проход. Инструменты могут помочь создать круглые выемки, скругленные края и т. д. Инструменты должны иметь правильные параметры для достижения желаемого результата. Групповое фрезерование – это подкатегория формового фрезерования, при котором использование нескольких фрез одновременно может создавать шаблоны. Профильное фрезерование применяется для изготовления выпуклых и вогнутых деталей. Процесс состоит из 3-х этапов – черновой, получистовой и чистовой. При черновой обработке используются круглые пластины для выполнения начальной работы по удалению большей части материала. Концевые фрезы со сферическим концом идеально подходят для получистовой и чистовой обработки. Такая работа в значительной степени выиграет от фрезерования с ЧПУ, поскольку 4- и 5-осевая технология может значительно ускорить операции, а также обеспечить лучшее качество. Да, фрезерование также находит применение для производства различных типов шестерён. Весь процесс изготовления шестерён состоит из двух этапов. Сначала идет зубофрезерование. Мягкость материала позволяет с легкостью изготавливать деталь, обеспечивая при этом большие допуски. Затем шестерни проходят процесс термообработки для упрочнения поверхности. После этого токарная обработка с ЧПУ будет отвечать за конечный результат. Фрезерование с ЧПУ можно использовать для обработки множества различных материалов. Выбор, конечно же, сводится к требованиям. Процесс выбора состоит из следующих этапов: создание геометрии детали, определение сил, действующих на деталь, определение свойств материала на основе результатов, создание списка возможных материалов (выбираем тот, который соответствует требованиям с наилучшим соотношением рентабельности), убедившись, что материал подходит для фрезерования. Металлы, пригодные для фрезерования с ЧПУ: мягкая сталь, нержавеющая сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь. 4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА И РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ5 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА6 КОНСТРУКТИРОВАНИЕ ОСНАСТКИ (СТАНОЧНОГО ПРИССПОСОБЛЕНИЯ)7 РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ, ПОГРЕШНОСТЕЙ И РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ8 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИЗаключениеВ ходе курсового проекта были рассмотрены основные операции обработки металлов резанием, давлением, литьем, был разработан технологический процесс изготовления оснастки, позволяющей изготовить деталь, заданной в чертеже КПТД ХХХХХХ.ХХХ. Также были рассмотрены операции ….4, выбраны необходимое оборудование и инструмент для производства кронштейна. Список использованных источников[1] Дополнительные сведения о графическом оформлении изделий - Режим доступа: https://support17.com/snt-konspekt-3/ Дата доступа [2] Информация об алюминиевом сплаве Д16Т - Режим доступа https://cu-prum.ru/alyuminij1/splav-d16t.html Дата доступа [3] Методичка [4] [5] [6] [7] Гурский, Ю. CorelDRAW12. Трюки и эффекты / Ю. Гурский, И. Гурская, А. Жвалевский – СПб.: Питер, 2005. – 464 с. [8] [9] [10] Райтман, М.А. Adobe Illustrator CC. Официальный учебный курс / М.А. Райтман – M.: Эксмо, 2014. – 592 c. [11] Трембли, Т. Autodesk Inventor 2013 и Inventor LT™ 2013. Официальный учебный курс / Т. Трембли – М.: ДМК-Пресс, 2013. – 344 с. [12] [13] Приложение А(обязательное) Результаты Приложение Б(обязательное) Результаты Приложение В(обязательное) Ведомость документов | ||||||||||||||||||||||