Курсовая. Разработка технологического процесса механообработки детали для специальности 15. 03. 01 Машиностроение
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «тюменский индустриальный университет» Институт промышленных технологий и инжиниринга Кафедра «Технология машиностроения»  Курсовая работа по дисциплине: «Основы технологии машиностроения» на тему: «Разработка технологического процесса механообработки детали» для специальности: 15.03.01 «Машиностроение» профиль: «Технологии производства, ремонта и эксплуатации в машиностроении» КР.ОТМ.ТПМбп.17.01.000.19.ПЗ Выполнил: обучающийся группы ТПМбп-17-1 Губенко А.С. ___________________ Проверил: к.т.н., доцент кафедры «Технология машиностроения» Чернышов М.О.___________________ СОДЕРЖАНИЕна тему: «Разработка технологического процесса механообработки детали» 1   ВВЕДЕНИЕ В современных условиях рыночной экономики ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массовое производство современной электронно-вычислительной техники. Производство с преимущественным применением методов технологии машиностроения при выпуске изделий называется машиностроительным. Цель машиностроения – изменение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. Предусматривается осуществить переход к экономике высшей организации и эффективности со всесторонне развитыми силами, зрелыми производственными отношениями, отлаженным хозяйственным механизмом. Такова стратегическая линия государства. Перед машиностроительным комплексом поставлена задача резко повысить технико-экономический уровень и качество машин, оборудования и приборов. Предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на неё, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей – плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей – корпусов, валов, зубчатых колёс и др.; процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.  Основными направлениями развития современной технологии: переход от прерывистых, дискретных технологических процессов к непрерывным автоматизированным, обеспечивающим увеличение масштабов производства и качества продукции; внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, энергии, топлива и повышения производительности труда; создание гибких производственных систем, широкое использование роботов и роботизированным технологических комплексов в машиностроении и приборостроении. 2 1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Служебное назначение и конструкция детали По заданию курсовой работы деталью, на которую необходимо разработать технологический процесс механической обработки является деталь типа «Вал». Вал – это деталь машин, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор.  Деталь «Вал» относится к группе тел вращения с габаритными размерами 261х105мм. Вал состоит из шести ступеней. Первая ступень Ø60k9 мм длинной 64 мм. На данной ступени производится контроль соосности. С одной из сторон снята фаска 1,6х45. Всего на валу снято 4 фаски 1,6х45 на 1-4 ступенях. Вторая ступень Ø70р6 мм длиной 66 мм, также на второй ступени выполнен шпоночный паз. Третья ступень имеет Ø75 мм. Четвертая ступень имеет Ø80 мм. На пятой ступени Ø85a11 мм выполнятся контроль соосности. Шестая ступень имеет Ø105 мм. Между ступенями проточены канавки шириной 7 мм. С торцов вал имеет центровочные отверстия по ГОСТу 14034-74. На одном из торцов имеется паз. Поверхности шлифуются.Анализ технических условий на изготовление детали Деталь – вал, изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-2013 поковкой на ГКМ, поэтому конфигурация поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Данный материал используется для деталей невысокой прочности, испытывающих незначительные напряжения.  Таблица 1.2.1 – Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-2013
Таблица 1.2.2 – Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88
Исходя из служебного назначения детали «Вал» производим анализ технических условий, указанных в чертеже. Служебное назначение детали, нормы точности и технические условия на неё является следствием служебного назначения и технических условий на сборочную единицу, в которую входит деталь. Значения шероховатости на отдельных поверхностях детали, соответствуют тем видам обработки, которые можно получить на стандартном оборудовании. Технические требования, которые следует учитывать при разработке: 1. Твёрдость 180 … 220 HB; 2. Неуказанные радиусы скруглений 1,6 мм. max; 3. Внешний осмотр 100% по ГОСТ 166-80; 4. Неуказанные предельные отклонения размеров H14; h14; ±  5. Маркировать краской. 2 Все вышеперечисленные ТУ сформулированы, верно, в соответствии с рекомендуемыми и в достаточном количестве для выполнения служебного назначения вала. Анализ технологичности детали Качество изготовления продукции определяется совокупностью свойств процесса ее изготовления, соответствием этого процесса и его результатов установленным требованиям. В машиностроении показатели качества изделия тесно связаны с точностью обработки деталей машин. Технологический анализ позволяет улучшить технико-экономические показатели технологического процесса. В современном машиностроении обработка снятием стружки даже в весьма развитых отраслях доходит до 30 … 40 % от общей трудоемкости изготовление машин. Поэтому технологичность деталей, подвергающихся механической обработке, имеет большое значение: каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудами и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного выбора вариантов технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовление детали, тем она технологичнее. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление.
Таблица 1.3.1 – Качественная оценка технологичности 3
Продолжение таблицы 1.3.1Способность материалов поддаваться резанию принято называть их обрабатываемостью. Обрабатываемость материала тем лучше, чем выше скорость резания, меньшие силы резания и чище обработанная поверхность. В большинстве случаев за критерий обрабатываемости принимают скорость резания, обеспечивающую некоторую наиболее целесообразную в данных условиях стойкость инструмента. Обрабатываемость материала оказывает большое влияние на производительность и себестоимость готовой детали, а значит, является критерием оценки технологичности. Обрабатываемость стали зависит в основном от структуры, содержания углерода и легирующих компонентов. С увеличением содержания углерода в стали, обрабатываемость ее ухудшается, исключая частоту поверхности, которая улучшается. С повышением содержания углерода понижается теплопроводность стали, что увеличивает температуру резания, возрастают твердость и прочность. Все это приводит к снижению скорости резания. Учитывая все вышеупомянутое, а также то, что материал углеродистая сталь 45, по техническим условиям имеющая твердость 180 НВ, обрабатываемость материала детали резанием в целом можно признать удовлетворительной. 4 Вывод: деталь «Вал» имеет конструкцию, которую можно признать технологичной, так как удовлетворяет 80% требований при отработке конструкции на технологичность. Говоря о количественной оценке технологичности, следует отметить следующее:Она характеризуется расчетом ряда показателей, характеризующих отдельные свойства. Для оценки технологичности конструкции могут быть использованы следующие показатели: Коэффициент унификации: Ку=  где:  - число унифицированных элементов детали, шт. - общее число конструктивных элементов детали, шт.Коэффициент точности обработки детали: Кт=  где:  - число размеров необоснованной степени точности, - общее число размеров подлежащие обработке.Коэффициент использования материала: Ким=  = 0,76где:  - масса детали, кг, 5  - масса заготовки, кг. Вывод по результатам анализа технологичности: количественная оценка технологичности показала, что сложность изготовления детали средняя, так как Кт=0,76; коэффициент унификации входит в допустимые пределы 0,4-0,6; при выборе метода изготовления детали Ким=0,76 – высокий показатель использования материала. Деталь относим к технологичным.Определение типа производства Тип производства влияет на построения технологического процесса изготовления червячного колеса и организацию работы на предприятии. На первом этапе проектирования технологического процесса тип производства ориентировочно может быть определён в зависимости от годового объёма выпуска детали и её массы. Таблица 1.4.1 – Выбор типа производства по программе выпуска
Годовой объём выпуска вала составляет 200 штук, а масса детали равна 9,1 кг по таблице 1.4.1 эти параметры соответствуют среднесерийному производству. 1.5 Определение вида заготовки 6 Максимально приблизить геометрические размеры и формы заготовки к размерам и форме готовой детали – одна из главных задач в заготовительном производстве. Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно снизить трудоемкость механической обработки.В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы: • Литье; • обработку металлов давлением; • сварку; • паковку; • штамповку; • сортовой прокат; • комбинация различных методов. Каждый метод содержит большое число способов получения заготовок. Вид заготовок и способ их изготовления для конкретной детали определяется такими показателями как: • Материал; • конструктивная форма; • серийность производства; • масса заготовки. Материал является одним из важных признаков, определяющих метод получения заготовок. Наиболее широко используются материалы, объединенные в 7 групп. Код группы определяется по таблице 1.5.1 на основе данных чертежа детали. Таблица 1.5.1 – Классификация материалов по группам
7 Продолжение таблицы 1.5.1
Конструктивные формы деталей общего машиностроения делятся на 14 видов, но нас интересуют первые 2 вида. Соответствующий код выбирается на основе сравнения реальной детали с описанием типовых деталей, представленных в таблице 1.5.2. Чтобы найти серийность производства необходимо знать массу детали (согласно чертежу) и конкретную программу выпуска. Так как определение серийности было описано этапом ранее, пропускаем этот шаг. Таким образом, определив коды по каждому из четырех факторов, составим перечень возможных видов и способов получения заготовок для данной детали согласно таблице 1.5.3. Таблица 1.5.2 – Конструктивная форма детали
8 Таблица 1.5.3 – Виды заготовок и способы их изготовления
Масса детали – 9,12 кг. Годовая программа выпуска – 200 штук. Определяем основные показатели детали: Материал Сталь 45 ГОСТ 1050-73, код – 1. Конструктивная форма – основные признаки детали в соответствии с чертежом, код – 2. 9 Серийность производства – в соответствии с заданием, код – 1. По массе детали – в соответствии с заданием, код – 4.По КИМ предложенной детали и описанным выше характеристикам определяем с помощью классификатора, что для изготовления такого типа детали лучше всего подойдет штамповка на ГКМ, то есть код 8. Наиболее широко ГКМ применяются в крупносерийном и массовом производстве для штамповки деталей, имеющих преимущественно форму тел вращения, усложненных боковыми отростками, поднутрениями, сквозными отверстиями и т.п. На ГКМ можно штамповать поковки массой от 0,1 до 100 кг. ГКМ имеют следующие основные преимущества: 1. Высокая производительность, достигающая (при изготовлении мелких и средних поковок) 400-900 поковок в час. 2. Высокое качество получаемых поковок. 3. Экономное расходование металла, так как на ГКМ обычно штампуют без облоя. 4. Высокая точность и чистота поверхности получаемых поковок. 5. Наличие двух взаимно перпендикулярных плоскостей разъема штампов обеспечивает получение таких форм поковок, которые невозможно получить при штамповке на другом штамповочном оборудовании с одной плоскостью разъема, например поковки со сквозным отверстием, с глубокой глухой полостью, со стержнем и прошитым утолщением и др. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||