close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

продолжение пз

код для вставкиСкачать
3. Анализ технологичности детали ГЭТУ.ХХХХХХ.018
Трудоемкость обработки деталей на металлорежущих станках составляет 33 - 45% общей трудоемкости изготовления точных приборов.
На технологичность конструкции детали, подвергаемой обработке резаньем, влияют следующие факторы: - обрабатываемость материала;
- выбор баз и размерных связей;
- форма и размеры детали;
- требования точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей.
Деталь "ротор" изготавливается из стали 40 ГОСТ 1050-88. Сталь 40 - качественная углеродистая сталь, которая содержит 0,04% С. Увеличение содержания марганца при 0,35 - 0,45 %C ведет к повышению прочности стали и снижению ее пластичности, вследствие чего обрабатываемость стали улучшается. Конструкционные стали повышенной и высокой обрабатываемости содержат 0,6 - 1,0% Mn. Сталь 40 содержит 0,5 - 0,8% Mn, поэтому деталь ГЭТУ.ХХХХХХ.018 можно обрабатывать на металлорежущих станках. Также эту марку стали можно использовать при получении параметра шероховатости обрабатываемой поверхности Ra<1,6 мкм.
Не все размеры на чертеже детали ГЭТУ.ХХХХХХ.018 (см. Приложение 2) проставлены рационально, потому что получаем несовпадение конструкторских и технологических баз. Поэтому при разработке технологического процесса для проставления размеров нужно пересчитать размер и с учетом пересчитанного размера составить и пересчитать расстояние от поверхности 6 до поверхности 14 (рис.1). Расчет размерных цепей приведено в пункте 4.3.
Типом производства при изготовлении детали "ротор" является серийное производство. Технологический процесс проводится за несколько этапов: получение заготовки, черновая, чистовая и отделочная обработка. Последовательность операций намечают исходя из следующих правил:
1. Каждая операция, переход или проход должны уменьшать погрешность и улучшать качество поверхности, которые получены после предыдущей обработки. Поэтому сначала необходимо выполнить всю черновую обработку, затем чистовую и отделочную.
2. Для деталей типа тел вращения сначала выполняется токарный вид обработки.
3. Сверление отверстий и нарезание резьбы желательно выполнить в конце технологического процесса, кроме тех случаев, когда эти отверстия используются в качестве базовых поверхностей.
Способ получения заготовки - ковка на молотах. Требования простоты формы детали при ковке должно соблюдаться очень строго. Сложные по форме детали ковать очень дорого, а иногда и невозможно. Поэтому поковки применяют только там, где от деталей требуется большая прочность при простой форме.
Так как заготовка будет в дальнейшем обрабатываться, то ее точность может быть невысокой.
В технологическом процессе после каждого вида обработки необходимо выполнять термообработку и проводить контроль детали. Термическая обработка нужна для снятия внутренних напряжений, возникающих при обработке детали и стабилизации структуры материала. Технологичность конструкции детали по коэффициенту использования материала КИ.М. определяется после расчета припусков на обработку для получения заготовки по следующей формуле:
где Vдет - объем готовой детали, кг/м3;
Vзаг - объем заготовки, кг/м3
4. Описание технологического процесса изготовления
детали ГЭТУ.ХХХХХХ.018
4.1 Выбор заготовки
Способ получения заготовки - ковка на молотах. Ковка - процесс обработки заготовки подвижным бойком на неподвижном. Данный способ получения заготовки можно выбрать по следующим причинам:
1. Ковкой на молотах получают поковки простой конфигурации с большой массой (до 250 т).
2. Ковка позволяет получать высокое и стабильное качество металла по всему сечению, так как течение металла не ограничивается инструментом и он хорошо проковывается; в процессе ковки повышаются механические свойства металла, особенно пластичность и ударная вязкость.
3. Детали, полученные ковкой, обладают высокой прочностью.
4. Ковка является металлосберегающим и энергосберегающим видом обработки металлов. 5. Применение универсальных машин и в особенности универсального инструмента позволяет получать широкую номенклатуру поковок и резко снизить затраты. Оборудование - ковка на молотах.
Классификационная группа детали - кольца раскатные. Для этой группы должны выполняться следующие неравенства: H ≤ D, d ≥ 0,5×D, где H - высота детали, D - наружный диаметр детали, d - внутренний диаметр детали. В нашем случае Н = 54,2 мм, D = 108,4 мм, d = 77,6 мм. Получаем, что приведенные выше неравенства верны. Следовательно, классификационная группа детали выбрана в соответствии с требованием.
Для получения поковок сложной конфигурации применяют подкладные кольца и штампы. Так как поковка для детали ГЭТУ.ХХХХХХ.018 имеет простою конфигурацию, то применять подкладные кольца и штампы нет необходимости.
Припуски и предельные отклонения поковок типа колец раскатных [ 1, стр. 492, табл. 6.6]:
на наружный диаметр 108,4 мм основной припуск δ1 = 10 мм и предельное отклонение мм;
на внутренний диаметр 77,6 мм основной припуск δ2 = 12 мм и предельное отклонение мм;
на высоту 54,2 мм основной припуск δ = 7 мм и предельное отклонение мм;
на глубину полости 50,2 мм основной припуск δ = 7 мм и предельное отклонение мм.
Определим предельные значения одностороннего припуска в сечениях поковки, мм:
а) для диаметра 118,4 (δ1 = 10, ) - минимальное 5,0 - 1,5 = 3,5, максимальное 5,0 + 4,5 = 9,5;
б) для диаметра 65,6 (δ2 = 12, ) - минимальное 6,0 - 1,5 = 4,5, максимальное 6,0 + 4,5 = 10,5.
Шероховатость поверхности Rz, мкм [1, стр. 584, табл. 6.43]: 160.
Радиусы закруглений наружных углов поковки и их предельные отклонении, мм [4, стр. 40, табл. 2.23]: 6,0 ± 1,5.
Радиусы закруглений внутренних углов поковки и их предельные отклонении, мм [4, стр. 40, табл. 2.23]: 12,0 ± 4,0.
Уклоны на наружной поверхности - 7о, на внутренней - 10о [4, стр. 35, табл. 2.17].
Теперь, после расчета припусков на обработку для получения заготовки можем рассчитать коэффициент использования материала:
кг,
материал детали - сталь 40 ( по ГОСТу 1050-88 ),
кг/м3,
м3,
м3,
.
Таким образом, способ получения заготовки является технологичным, так как .
Чертеж заготовки см. Технологический процесс: КЭ 005.
4.2 Выбор технологических баз и методов обработки
Выбор технологических баз.
Одним из наиболее сложных и принципиальных разделов проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических баз.
Поверхность 1 (рис.1) является черновой базой на первой токарной операции, так как она обладает достаточными размерами и в заготовке занимает наиболее определенное положение относительно других поверхностей и обеспечивает наиболее удобную и экономичную обработку поверхностей, поэтому ее можно принять за контактную базу на этой обработке. На следующей токарной операции черновой базой является поверхность 2 (рис.1), которая была обработана на первой операции, эта же поверхность будет контактной базой, а поверхность 1 будет настроечной базой. При проведении последующей обработки, базы сохраняются соответственно для того, чтобы точные поверхности обрабатывались с использованием одних и тех же контактных баз.
Выбор технологического оборудования и оснастки
На первой токарной операции (см. КЭ 010) обработка ведется на токарно-винторезном станке нормальной точности. Для следующей операции (см. КЭ 015) выбираем токарно-револьверный станок, производительность которого значительно выше, чем у токарно-винторезных станков. Это объясняется сокращением машинного времени обработки детали на токарно-револьверном станке нормальной точности, так как в работе может участвовать одновременно несколько инструментов, а главное, резким сокращением вспомогательного времени. Токарно-револьверные станки позволяют значительно ускорить такие вспомогательные движения, как подача и закрепление материала, подвод инструмента и т.д. Для чистовой обработки применяем токарно-винторезный и токарно-револьверный станки повышенной точности. При обработке на токарных станках на черновой обработке заготовка крепится в 4-х кулачковом патроне, так как его можно регулировать в отличии от 3-х кулачкового патрона. И он предназначен для установки невысокой точности, а для черновой обработки нас это устраивает. На чистовой обработке деталь крепится в расточных кулачках, которые имеют высокую точность и их можно использовать в качестве крепления на шлифовальной операции.
На черновой обработке все размеры получаем по 12-му квалитету и поверхности с шероховатостью Rz = 20 мкм. На чистовой обработке точность размеров получаем по 9-му квалитету и чистоту поверхности Ra = 1,6 мкм.
Отделочную обработку производим на круглошлифовальных станках повышенной точности, так как необходимо снять тонкий слой металла. Точность размеров получаем до 6-го квалитета и параметр шероховатости Ra = 0,8 мкм.
Термическую обработку производим в Э115. Для контроля используем различные средства измерений, например, образцы сравнения шероховатости поверхности для черновой обработки, для чистовой и отделочной обработки шероховатость контролируем с помощью профилометров. Для контроля глубины на черновой обработке применяем глубиномер, на чистовой - микрометр, на чистовой - микрометр. Для контроля точности взаимного расположения поверхностей применяем индикатор, для контроля диаметральных размеров - предельный калибр.
Сверлильную операцию производим на вертикально-сверлильном станке.
Нарезание резьбы производим на токарно-винторезном станке. Чтобы при нарезке резьбы метчик попал в центр отверстий необходимо поворотно-делительное устройство.
Контроль отверстий производим методом проверки детали прошивкой кондуктора, контроль резьбы - резьбовым индикатором.
4.3 Расчет размерных цепей Так как для некоторых размеров конструкторские базы не совпадают с технологическими, то необходимо произвести расчет размерных цепей, с помощью которых пересчитаем конструкторские размеры на технологические и при необходимости ужесточим требования на размеры.
Размерной цепью называют замкнутую систему взаимосвязанных размеров, относящихся к одной или нескольким деталям, определяющим относительное положение поверхностей или осей этих деталей.
Зависимости, связывающие размеры всех звеньев цепи, называются уравнениями размерной цепи.
Произведем расчет размера Х = 51,2 мм
S X
L
, .
Номинальное значение размера Х = 54,2 - 3 = 51,2 мм.
Запишем уравнение размерной цепи:
L - S - X = 0. Максимальное значение размера Х находим по формуле:
Хmax = Lmin - Smin Хmax = 54,154 - 2,9 = 51,254 мм, следовательно верхнее отклонение у размера Х: ВОХ = 0,054 мм.
Минимальное значение размера Х находим по формуле:
Хmin = Lmax - Smax
Хmax = 54,2 - 3 = 51,2 мм, следовательно нижнее отклонение у размера Х: НОХ = 0.
Так как размер Х - размер, не относящийся к валам и отверстиям, то получим: .
С учетом того, что допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих звеньев, необходимо проверить нужно ли ужесточение размера Х. Замыкающим звеном для данной размерной цепи является размер S, поэтому допуск составляющих звеньев не должен превышать 0,1 мм:
0,054 + 0,046 = 0,1 мм - полученное значение не превышает допуск замыкающего звена.
Еще необходимо учесть существует ли допуск 0,054 мм для размера 51,2 мм. Проверим по табл. 2.27, стр. 69 [1] и получим, что размер Х запишется в следующем виде:
, следовательно, мы ужесточили требования для размера Х.
Так же можно пересчитать размер: , требования к которому тоже ужесточаются.
4.4 Расчет припусков и промежуточных размеров
Расчет припусков и промежуточных размеров производится опытно-статистическим методом. Этот метод заключается в том, что к номинальным размерам детали прибавляется максимальный припуск на механическую обработку в соответствии с проводимой операцией.
Максимальный припуск на обработку рассчитывается по формуле:
, где
Zmin - минимальный промежуточный припуск (берется из таблиц),
- допуск по размеру при выполнении предшествующей операции,
- допуск по размеру на данной операции (табл. 2.27, стр.69 [1]).
В качестве примеров рассчитаем припуски и промежуточные размеры для
диаметрального размера - и линейного размера - .
Пример 1: пересчитаем размер .
1. Шлифование диаметра: Zmin= 0,37 мм, = 0,087 мм и = 0,054 мм, следовательно = 0,37 + 0,087 - 0,054 = 0,403 мм. Запишем результат: 108,4 + 0,403 = 108,803 мм, .
2. Точение чистовое диаметра : Zmin= 0,9 мм, = 0,35 мм и = 0,087 мм, следовательно = 0,9 + 0,35 - 0,087 = 1,163 мм.
Запишем результат: 108,8 + 1,163 = 109,966 мм, .
3. Точение черновое диметра : Zmin= 3,6 мм, = 6,0 мм и = 0,35 мм, следовательно = 3,6 + 6,0 - 0,35 = 9,25 мм.
Запишем результат: 110 + 9,25 = 119,25 мм, .
Пример 2: пересчитаем размер .
1. Шлифование торцов 2 раза с одной стороны и 1 раз с другой:
Zmin= 0,4 мм, = 0,046 мм и = 0,046 мм = 0,4 мм.
Результат: 54,2 + 0,4 = 54,6 мм, .
Zmin= 0,4 мм, = 0,074 мм и = 0,046 мм = 0,428 мм.
Результат: 54,6 + 0,428 = 55,028 мм, .
Zmin= 0,4 мм, = 0,074 мм и = 0,074 мм = 0,4 мм.
Результат: 55,028 + 0,4 = 55,428 мм, .
2. Подрезание торцов чистовое с двух сторон:
Zmin= 0,8 мм, = 0,3 мм и = 0,074 мм = 1,026 мм.
Результат: 55,4 + 1,026 = 56,426 мм, .
Zmin= 0,8 мм, = 0,3 мм и = 0,3 мм = 0,8 мм.
Результат: 56,4 + 0,8 = 57,2 мм, .
3. Подрезание торцов чистовое с двух сторон:
Zmin= 1,8 мм, = 0,3 мм и = 0,3 мм = 1,8 мм.
Результат: 57,2 + 1,8 = 59,00 мм, .
Zmin= 1,8 мм, = 4,0 мм и = 0,3 мм = 5,5 мм.
Результат: 59,0 + 5,5 = 64,5 мм, .
Торцевое биение пересчитываем по табл. 3.12, стр. 307 [1].
Пересчитаем торцевое биение относительно :
при шлифовании получаем - 0,016 мм,
при чистовом подрезании - 0,04 мм,
при черновом подрезании - 0,1 мм.
Радиальное биение поверхности диаметром относительно поверхности диаметром пересчитываем по формуле:
, где - погрешность изготовления детали,
- погрешность установки детали в приспособлениях,
- погрешность радиального биения на данной операции.
При шлифовании получаем: = 0,03 мм, = 0,016 мм (по 5 - му квалитету [табл. 3.17, стр. 317, 1] ) = 0,034мм. Таким образом, мы получили погрешность изготовления меньше, чем погрешность радиального биения детали на конструкторском чертеже (0,034<0,04). Когда производим контроль детали на контрольной операции, то мы не можем проконтролировать торцевое биение = 0,016мм, так как используем разжимную оправку, которая упирается в торец отверстия диаметром 24 мм. Поэтому необходимо при расчете радиального биения учесть и торцевое биение по формуле: , где
t - комплексный допуск взаимного расположения поверхностей;
L - длина отверстия;
D - диаметр отверстия;
S - торцевое биение;
2∆ - радиальное биение.
Для черновой операции L = 4 мм, D = 24 мм, S = 0,016 мм, 2∆ = 0,034 t = 0,039 мм. Комплексный допуск также будет меньше, чем погрешность радиального биения детали на конструкторском чертеже (0,039<0,04). При чистовом точении: = 0,1 мм, = 0,1 мм (по 9 - му квалитету), = 0,14 мм. При выборе можно было переходить через 2 класса точности на 3-й, а мы выбрали переход через 1 класс точности на 2-й, тогда можно сравнить = 0,14 мм с по 10-му квалитету (0,16 мм) и (0,14 < 0,16). С учетом торцевого биения, комплексный допуск на этой операции будет равен 0,15 мм, что тоже будет меньше 0,16 мм. Таким образом, мы получили комплексный допуск меньше, чем погрешность радиальном биения на данной операции. При черновом точении торцевое биение учитывается в радиальном биении поверхности диаметром относительно поверхности диаметром . Комплексный допуск будет равен 0,64 мм.
Список литературы
1. Торопов Ю. А. Припуски, допуски и посадки гладких цилиндрических соединений. Припуски и допуски отливок и поковок: справочник. - СПб.: Изд-во "Профессия", 2003.
2. Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора: справочник - Л: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983.
3. А. А. Чекмарев, В. К. Осипов. Справочник по машиностроительному черчению: - справочник. - М: Изд-во "Высшая школа", 2000.
4. Торопов Ю. А. Технологичность конструктивного оформления деталей и устройств АСНУ: Учеб. пособие / ЛЭТИ. - Л., 1990.
5. Торопов Ю. А. Проектирование технологических процессов механической обработки деталей: Учебное пособие / ЛЭТИ. - Л., 1975.
6. Торопов Ю. А. Методические указания к курсовой работе по курсу "Технология точного приборостроения". - Л., 1983.
7. Методические указания к курсовой работе по курсу "Технология точного приборостроения" / Под ред. В.И. Тимохина. - Л., 1988.
8. Методические указания по выполнению текстовых учебных документов/ Под ред. Д. В. Пузанкова. - Л., 1990.
9. Торопов Ю. А. Проектирование технологических процессов: Учебное пособие / ЛЭТИ. - Л., 1986.
10. Торопов Ю. А. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Технология точного приборостроения". - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2003.
11. Справочник технолога - машиностроителя в 2-х т. \ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.
12. Ю.П. Солнцев, Е.И. Пряхин. Материаловедение: Учебник для ВУЗов - СПб: Изд-во "ХИМИЗДАТ", 2004.
12
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
50
Размер файла
192 Кб
Теги
продолжение
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа