Курсовая работа Тех. процесс изготовления детали. Kursach БОРИСОВ. Технология машиностроения

• Название: Технология машиностроения
• Анкор: Курсовая работа Тех. процесс изготовления детали
• Дата: 24.05.2022
• Размер: 190.02 Kb.
• Имя файла: Kursach БОРИСОВ.docx
• Тип: Документы; #546786
• страница: 1 из 3

Введение
Технология машиностроения – это направление, на котором зиждется экономическая стабильность многих развитых и развивающихся государств, в том числе и России. Специалисты, занятые в этой сфере, изготавливают детали для машин, проектируют и создают оборудование, изучают способы сокращения производственных затрат при условии сохранения качества.

Фактически по специальности «технология машиностроения» подготавливаются инженеры-технологи различных профилей. Выбор того, кем можно работать, у них просто огромный: конструкторы в авиационной, железнодорожной, судостроительной и других типах промышленности, операторы станков и оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), механики на предприятиях машиностроительного , металлургического, ракетно-космического, оборонного комплексов и так далее.

Специальность технология машиностроения в общероссийском классификаторе специальностей обозначена под кодом 15.10.01, по окончанию вуза дает право носить статус инженера, открывает перспективы по различным направлениям.

Цель курсового проектирования по технологии машиностроения - научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

1. 
   АНАЛИЗ ДЕТАЛИ
   

1.1 Характеристика детали

В результате анализа детали "Колпак" определенно, что чертеж содержит все необходимые данные о размерах, точности, качестве обрабатываемых поверхностей, допускаемых отклонениях от правильной геометрической формы и так далее.

Характеристика металла

Марка: 40х

Заменитель: 45Х, 38ХА, 40ХН,40ХС, 40ХФА, 40ХГТР.

Классификация: Сталь конструкционная легированная, хромистая.

Применение : оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

Технологическое применение

Деталь – Колпак, железные колпаки используются для защиты или декорации. Возьмем не большой пример, работа редуктора цепи затравки», тут колпак выполняет роль «удержания цепи редуктора цепи затравки МНЛЗ».

Колпак – изготовлен из стали 40Х ГОСТ 4543-710-88 , заготовкой является прокат. Деталь достаточна, проста по конфигурации. Деталь имеет хорошие базовые поверхности для базирования и может устанавливаться в трех кулачковом патроне.

В результате анализа выяснили, что обработка детали ведется со всех сторон и, деталь имеет небольшие размеры и перепады диаметров, следовательно, рационально использовать в качестве заготовки прокат, что приведет к уменьшению отходов и продолжительности обработки.

Деталь достаточно технологична, имеет базовые поверхности для подготовительных операций, обеспечения точности и шероховатости.

Химический состав стали 40Х, % (ГОСТ 4543-710-88)

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	До 0,3	До 0,035	До 0,035	0,8-1,1	До 0,3

Механические свойства стали 40Х

Марка стали	максимальный уровень текучести	временное сопротивление	среднее удлинение приращение длины после разрыва)	среднее сужение приращение площади	поглощаемая механическая энергия при ударных нагрузках
Сталь 45	785	980	10	45	59

2. Токарная обработка

2.1 Технологический процесс обработки детали
Устанавливаем следующий технологический процесс обработки детали на токарно-винторезном станке модели 1К62.



Установ А

1. 
   Установить деталь в трех кулачковый патрон, за наружный диаметр до упора по торцу 1.
   
2. 
   Подрезать торец 5 выдерживая, оставляю припуск для подрезания торца 1.
   
3. 
   Проточить наружный диаметр 70 h14, выдерживая l= 40 мм, поверхность 3
   
4. 
   Проточить наружный диаметр 60 h8 выдерживая l=28, проточит 60h8 выдерживая l=28мм, поверхность номер 4.
   
5. 
   Просверлить сквозное отверстие со стороны торца 5 диаметром 32 мм.
   

Установ Б

6. 
   Установить деталь за поверхность 4 до опора торцу 5.
   
7. 
   Подрезать торец 1 выдерживая L-90 мм.
   
8. 
   Расточить диаметр 34h14 мм, поверхность номер 6 .
   
9. 
   Расточить диаметр 37,5 H12, выдерживая l=68 мм ,поверхность номер.
   
10. 
    Нарезать внутреннею резьбу М42-6H L-50 мм, поверхность номер 8.
    

2.2 Расчет припусков при выборе заготовки

Расчёт припусков на наружный 82h10 аналитическим способом:

Допуск для заданного размера детали:

82h10= 140 мкм

Так как h10 относится к основному валу то, верхнее отклонение es_д = 0, нижнее отклонение ei_д = -140 мкм.

Для заданной шероховатости Ra = 3,2 состоит из чернового и получистового точения.

В качестве заготовки принимаем прокат горячекатаный повышенной точности диаметром больше максимального 82 на величину припуска, для которого:







По каждому переходу устанавливаем точность и шероховатость, а также допуск на обрабатываемую поверхность по принятой точности. Принятые значения заносим в таблицу.

Проверяем правильность составления технологического процесса обработки.

Для каждого перехода определяем коэффициент уточнения по формуле:

где Т_i-1 – допуск на размер или другой рассматриваемый параметр точности детали, получаемый на предшествующей технологической операции (переходе);

Т_i – допуск на размер или другой рассматриваемый параметр точности детали, получаемый на выполняемой технологической операции (переходе).

Определяем общий коэффициент уточнения:

где k – количество переходов.

Для заготовки коэффициент уточнения не рассчитывается.

№ перехода	Вид обработки	Квалитет точности	Шероховатость Ra	Допуск Т, мм	Коэффициент уточнения, мм
	Заготовка	14		1,6
1	Точение черновое	12	6,3	0,35
2	Точение получистовое	10	3,2	0,14
	Итог				о= =11,428

Проверяем правильность выбора технологических переходов:

= 11,428 ≥ εто =

где – требуемое уточнение.

Что гарантирует достижение требуемой точности обработки поверхности

Минимальный припуск на диаметр определяется по формуле:



где Rz_(i-1) , h_(i-1)– соответственно высота неровностей профиля и глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе; для проката повышенной точности , ; после механической обработки

– суммарные отклонения расположения поверхности на предшествующем переходе;

– погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Суммарные отклонения расположения поверхности для заготовки при обработке в трехкулачковом патроне определяются по формуле:

где ∆_∑k – отклонение оси детали от прямолинейности (кривизна); определяется по формуле:

где ∆_k – отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1 мм длины; для проката повышенной точности и длине заготовки в диапазоне до 120 мм ∆_k = 0,2 мкм/мм;

L – вылет заготовки из патрона по чертежу.

= 18 мкм = 0,019 мм

Остаточные пространственные отклонения на операциях механической обработки определяют по формуле:

где k_y – коэффициент уточнения формы;

После чернового точения:

0,06 * 18 = 1,08 мкм.

После получистового точения:

0,05 * 18 = 0,9 мкм.

Погрешность установки при обработке в трёхкулачковом самоцентрирующем патроне определяется по формуле



где - погрешность базирования; при обработке в трёхкулачковом самоцентрирующем патроне

- погрешность закрепления.

Погрешность закрепления определяется по формуле



где - радиальная составляющая; при установке в трёхкулачковый патрон по горячекатанной поверхности в диапазоне диаметров 80…120 мм ;

- осевая составляющая; при установке в трёхкулачковый патрон по горячекатанной поверхности в диапазоне диаметров 80…120 мм

Подставляя принятые значения в формулу получим для чернового точения:



На остальных переходах при обработке за одну установку

После расчёта и принятия значений элементов припуска определяем минимальные припуски по каждому переходу, подставляя принятые значения в формулу.

Для получистового точения:





Для чернового точения:





Расчётный (минимальный) размер по каждому переходу определяют, начиная с конечного (в данном случае чертёжного) размера. Для последнего перехода (готовой детали) он равняется минимальному размеру детали. Для остальных переходов он определяется последовательным сложением расчётного размера и минимального припуска на предшествующем переходе:

 после получистового точения:

d_p =82-0,14= 81,86 мм

 после чернового точения:

d_p = 81,86+ = 82,108

 для заготовки:

d_p = 82,108 + = 83,857 мм

Минимальный предельный размер для каждого перехода равен расчётному:

d_min = d_p

Максимальный предельный размер на каждом переходе определяется путём сложения к минимальному размеру значение допуска на обработку на этом же переходе:

 после получистового точения:



81,86 + 0,14 = 82 мм

 после чернового точения:



+ 0,35 = 82,458 мм

 для заготовки:



83,857+ 1,6 = 85,457 мм

Предельные значения припусков z_пр.max определяются как разность наибольших предельных размеров предыдущего и текущего переходов, а z_пр.min определяются как разность их наименьших предельных размеров:

 после получистового точения:



2z_пр.max = 82,458 82 = 0,458 мм



2z_пр.min = 82,108  81,86 = 0,248 мм

 после чернового точения:



2z_пр.max =85,457  82,458 =2,999 мм



2z_пр.min = 83,857  82,108 = 1,749 мм

где индексы заг. – относится к заготовке, чер.т. – черновому точению, п.чис.т. – получистовому точению.

Проверяем правильность расчёта припусков:

zo.max  zo.min = Тз  Тд

3.457  1,997= 1,6  0,14

1,46=1,46

Следовательно, припуски рассчитаны правильно.

Номинальный припуск при несимметричном расположении поля допуска заготовки:

zо.н = zo.min  eiз + eiд zо.н = 1,997  (1,3) + (0,14) =3,157 мм

Номинальный диаметр заданного размера заготовки:

dз.н = dд.min + zо.н 81,86 +3,157= 85,017 мм

Принимаем размер круга, округляя его до ближайшего большего значения, которое предусмотрено сортаментом по ГОСТ:

d_заг = 87 мм

Все результаты расчётов сведены в таблицу.
Таблица. Аналитический расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку наружного диаметра Ø82h10(_-0.14)

Вид обработки	Квалитет точности	Шероховатость, Ra	Элементы припуска, мкм				Коэффициент уточнения формы	Допуск размера, мкм	Расчетный припуск, мкм	Предельный размер, мм		Предельные размеры припуска, мм			Диаметр исходной заготовки, мм
			Rz	h	∆∑	ε	ky	T	2zmin	dmin	dmax	2zпр.min	2zпр.max	dзаг
Заготовка			125	150	10	514,198		1300		95,101	96,701
Точение черновое	12	6,3	63	60	0,6		0,06	350		82,108	82,458	1,749	2,999
Точение получистовое	10	3,2	32	30	0,5		0,05	140		81,86	82	0,248	0,458

Размеры длины заготовки определяют табличным способом.

Для концевых торцов шероховатость Ra = 6,3 мкм достигается черновым и полу чистовым подрезанием.

Заготовка – прокат повышенной точности.

Устанавливаем припуски на сторону на линейные размеры (торцы), для диапазона диаметров 80…120 мм и длине детали в диапазоне 30…50 мм припуск на сторону составляет на черновое подрезание 1,9 ±0,40 мм, на чистовое подрезание 1,1_-0,04 мм;

Номинальный (суммарный) припуск определяется суммированием припусков на отдельных переходах.

Все расчёты сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Расчёт межпереходных размеров и размеров заготовки табличным способом

Номинальный размер по чертежу, мм	Припуски, мм				Расчётный размер, мм		Принятый размер, мм
	Черновое точение	Чистовое точение	Номинальный припуск
90	1,9	1,1	3	= 96		96

Следовательно, длина заготовки L_З = 96 мм.

При отрезке заготовок на ленточных пилах допуск на размер составляет ±1,5 мм.

На основе полученных расчётов разрабатываем чертёж заготовки с номинальными размерами и допусками (рис. 2).

Рис. 2. Чертёж заготовки



По заданным размерам определяем массу заготовки по формуле:

46,67* 0,096 = 4,48 кг

где m_d  масса 1 погонного метра круглой стали.

Определяем коэффициент использования материала:

0,491

Если коэффициент использования материала находится в пределах до 0,7, то деталь считается технологичной.

Таким образом, аналитическим путем мы вычислили минимальные (2 * z_i.min) и предельные ( ) значения припусков после чистового тонкого, чистового и чернового точения, номинальный припуск при несимметричном расположении поля допуска заготовки (z_о.н), с помощью которого нашли номинальный диаметр; табличным путем мы выявили длину заготовки, с помощью которой мы вычислили массу заготовки ( ), а затем нашли коэффициент использования материала ( ).