Проектирование технологических процессов механической обработки заготовок

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

Введение

1 Анализ технологичности детали

2Разработка схемы базирования для обработки поверхности

3 Расчет размерной цепи для схемы базирования

4 Разработка структуры 3-х вариантов тех. процессов

5 Расчет шероховатости, выбор режимов резания для заданной шероховатости

6 Разработка рабочих чертежей 4-х деталей

7 Разработка конструкции комплексной детали

8 Выбор токарно-револьверного станка

9 Выбор режущего инструмента при групповой обработке

Литература

Введение

При проектировании технологических процессов механической обработки заготовок размерные расчеты играют важную роль, определяя точность, качество и экономичность изготовления деталей.

Ресурс и надежность в значительной степени зависят от качества изготовления деталей и сборки изделий. В связи с этим задача получения для проектируемого технологического процесса оптимальных или близких к ним структуры и геометрических параметров процесса становится особенно актуальной.

1. Анализ технологичности детали

Деталь «головка» представляет собой тело вращения и относится к классу корпусных деталей.

Отклонение от соосности поверхности O130+0,04 не более 0,02 мм.

Отклонение от перпендикулярности пов. Г относительно O130+0,04 не более 0,03 мм.

Все поверхности детали доступны как для обработки современными методами, так и для контроля. Деталь обладает достаточной жесткостью. Вышеперечисленное позволяет сделать вывод, что деталь технологична по процессу изготовления.

2. Разработка схемы базирования для обработки поверхности

Выполняем базирование заготовки для обработки деталей на выполнение линейных размеров.

Рисунок 2.1 — Схема базирования

1, 2, 3, 4 — технологическая двойная направляющая явная база

5 — технологическая опорная явная база

6 — технологическая опорная скрытая база

3. Расчет размерной цепи для схемы базирования

Размерная схема ТП строится следующим образом: основными линиями изображается контур готовой детали. К каждому обрабатываемому торцу тонкими линиями пририсовываются припуски на обработку. Крайние тонкие линии образуют контур заготовки. Над проекцией детали наносят все заданные по чертежу линейные и конструкторские размеры (К1, К2 и т. д.) и приводятся их номиналы и предельные отклонения. Ниже контура детали проставляются все линейные операционные размеры заданного направления в той последовательности, в какой они получаются по технологическому процессу. Размеры проставляются от исходной базы к обрабатываемой поверхности. Каждый из операционных припусков следует обозначить буквой z с индексом того линейного операционного размера, при выполнении которого он снимается. После построения размерной схемы приступаем к построению размерных цепей (РЦ). Общее количество РЦ равно, с одной стороны, количеству замыкающих звеньев, а с другой — количеству определяемых операционных размеров.

Рисунок 3.1 — Размерные цепи.

Таблица 3.1 — Допуски на линейные операционные размеры и припуски на обработку заготовки.

Номер и наименование операции

Линейные размеры

Допуски (отклонения)

Припуск

Индекс

Ном-ое значение мм

Индекс

Квали-тет

Величи-на, мм

Индекс

Величина, мм

1

2

3

4

5

6

7

8

Токарная

L6

10

T6

12

0,14

-

-

L5

92

T5

12

0,40

-

-

L4

20

Т4

12

0,25

z2

2

L3

100

T3

12

0,40

z1

2

Заготовительная

L2

22

Т2

14

0,52

-

-

L1

102

Т1

14

1,00

-

-

После того как построены все размерные цепи, необходимо составить уравнения этих цепей и установить очередность их решения. Для этого необходимо обойти контур цепи и записать размеры, направленные в одну сторону со знаком плюс, а в другую сторону со знаком минус и прировнять к нулю. Заношу их в таблицу. Затем записываю полученное уравнение относительно замыкающего звена. Таким образом, необходимо соблюдать правило: в составе размерной цепи может быть только один замыкающий размер. обработка шероховатость станок режущий

Размерные цепи могут быть решены только определенном порядке. Это связано с тем, что проектное решение размерной цепи возможно только в том случае, если в ней содержится только одно неизвестное — искомый составляющий размер. Все остальные составляющие звенья данной цепи должны быть к этому времени уже определены на основе решения других размерных цепей. Поэтому перед тем, как решать размерные цепи необходимо установить последовательность их решения.

Таблица 3.2 — Список уравнений размерных цепей.

Уравнения размерных цепей

№ решения

Результат решения

К1=L3

1

L3= 100-1,00

К2=L4

2

L4= 20-0,25

К3=L5

3

L5= 92-0,40

К4=L6

4

L6= 10-0,14

z1=L1-L3

5

L1= 102-1,00

z2=L2-L4

6

L2= 22-0,52

Расчет выполняется в последовательности установленной в таблице 3.2.

При использовании метода максимума — минимума, в качестве расчетного беру способ предельных значений:

АД =

КРmax=max-min

КРmin=min — max

1. К1=L3

Переписываем это уравнение относительно искомого размера L3= К1. Значение К1 известно и равно 100, допуск на размер Т3= -1,00. Система вала. Значит, учитывая выше написанное равенство и допуск Т3, получаем результат:

L3= 100-1,00 мм

2. К2=L4

Переписываем это уравнение относительно искомого размера L4= К2. Значение К2 известно и равно 20, допуск на размер Т4= -0,25. Система вала. Значит, учитывая выше написанное равенство и допуск Т5, получаем результат:

L4= 20-0,25 мм

3. К3=L5

Переписываем это уравнение относительно искомого размера L5= К3. Значение К3 известно и равно 92, допуск на размер Т5= -0,40. Система вала. Значит, учитывая выше написанное равенство и допуск Т5, получаем результат:

L5= 92-0,40 мм

4. К4=L6

Переписываем это уравнение относительно искомого размера L6= К4. Значение К4 известно и равно 10, допуск на размер Т6= -0,14. Система вала. Значит, учитывая выше написанное равенство и допуск Т6, получаем результат:

L6= 10-0,14 мм

5. z1=L1-L3

Такой вариант задачи решается на основе расчета размерных цепей, в которых замыкающими звеньями являются припуски.

Составляю уравнение минимального значения замыкающего звена — припуска:

z1min=L1min-L3max

Решаю его относительно искомого размера:

L1max= L3max+ z1min =100+2=102 мм

Данный размер — это размер типа вала, поэтому необходимо определить номинальный размер, а он равен max:

L1min= L1max-Т1=102−1,00=101 мм.

L1= 102-1,00 мм

6. z2=L2-L4

Такой вариант задачи решается на основе расчета размерных цепей, в которых замыкающими звеньями являются припуски. Составляю уравнение минимального значения замыкающего звена — припуска:

z2min=L2min-L4max

Решаю его относительно искомого размера:

L2max= L4max+ z2min =20+2=22 мм

Данный размер — это размер типа вала, поэтому необходимо определить номинальный размер, а он равен max:

L2min= L2max-Т2=22−0,52=21,48 мм.

L2= 22-0,52 мм

4. Разработка структуры 3-х вариантов тех. процессов

Рассмотрим решение задачи структурирования 3-х наборов действий из 3-х вариантов технологического процесса обработки детали «Рычаг запирающий».

1 вариант.

Точить поверху, подрезать торцы, расточить цилиндр, конус, канавку справа и слева на 2-х токарно-винторезных станках. Сверлить 4 отверстия O13, 3 отверстия М8, 4 отверстия М5 (снять фаску, нарезать резьбу) на 3-х вертикально-сверлильных станках последовательно.

2 вариант

Точить снаружи и внутри на токарном станке с ЧПУ. Обработать 4 отверстия O13, 3 отверстия М8, 4 отверстия М5, фрезеровать 4 паза и отверстие М8 на сверлильно-фрезерно-расточном станке с ЧПУ.

3 вариант

В автоматической линии: точить O85, O80, канавки O80, подрезать 2 торца; расточить O50, O60, внутренний конус, точить поверху справа O160, подрезать торец, расточить O130; точить начисто O80, нарезать резьбу М85×2, расточить начисто O60, конус сверлить, 4 отверстия O13, обработать все мелкие и резьбовые отверстия, шлифовать поверху, отверстие, конус.

Тех. процессы вариантов.

Вариант 1. Технологические операции: токарно-винторезная, вертикально-сверлильная.

В токарно-винторезной операции содержится 6 переходов: точить поверху, подрезать торцы, расточить цилиндр, конус, канавку справа и слева. В операции 5 установа. Число потоков 2. Используют 3 инструмента: проходной резец, расточной резец, отрезной резец.

В вертикально-сверлильной операции 3 перехода обрабатывается 4 отверстия O13, 3 отверстия М8, 4 отверстия М5 (снять фаску, нарезать резьбу). В операции 1 установ. Число потоков 3. Инструмент: сверло, плашка.

Вариант 2. Технологические операции: токарная ЧПУ, сверлильно-фрезерно-расточная ЧПУ.

В первой операции — токарной 2 перехода, 1 установов, во второй операции 5 переходов, 1 установ.

На станках с ЧПУ вся операция выполняется в один установ, чтобы не смещать координаты инструмента и добиться требуемой точности

Вариант 3. Здесь всего 1 технологическая операция

Автоматическая линия А-Л линия подразделяется на рабочие позиции, в каждой из которых стоит станок. В отличие от обычной линии станков эти станки соединены автоматическим транспортом заготовок. Обязательным условием является примерное равенство времени обработки заготовки в каждой позиции. Поэтому станки в каждой позиции могут быть автоматами, либо элементарными.

В А-Л 1 позиция включает токарный автомат с обработкой: точить O85, O80, канавки O80, подрезать 2 торца. 2 позиция включает расточной автомат с обработкой: расточить O50, O60, внутренний конус, точить поверху справа O160, подрезать торец, расточить O130. 3 позиция включает токарный автомат с обработкой: точить начисто O80, нарезать резьбу М85×2, расточить начисто O60, конус сверлить, 4 отверстия O13, обработать все мелкие и резьбовые отверстия. 4 позиция включает шлифовальный агрегат с обработкой: шлифовать поверху, отверстие, конус.

5. Расчет шероховатости, выбор режимов резания для заданной шероховатости

Определим требуемую подачу при чистовом точении среднеуглеродистой стали резцами Т15К6 при условии обеспечения шероховатости поверхности Ra=3 мкм. Условия обработки: t=0,8 мм, V=100 м/мин, =60, 1=25, r=0,5 мм, НВ=160.

,

где — шероховатость поверхности;

— скорость резания;

— радиус при вершине резца;

— твердость детали;

— глубина резания;

— главный угол в плане;

— вспомогательный угол в плане.

6. Разработка рабочих чертежей 4-х деталей

Необходимо спроектировать групповую операцию — токарно-револьверную, предназначенную для обработки группы из 5 деталей. Детали представляю собой втулки со ступенчатыми и коническими наружными поверхностями вращения. Максимальный диаметр каждой из детали таков, что позволяет их изготавливать из заготовки — прутка одного диаметра.

Нумеруют все поверхности у каждой из 4-х деталей, которые возможно обработать на этой операции. Эта возможность определяется доступом инструментов, установленных в револьверной головке, число которых не превышает 24.

Рисунок 6.1 — Поверхности деталей

7. Разработка конструкции комплексной детали

Далее, конструируем комплексную деталь, которая содержит все поверхности 4-х деталей. Комплексной деталью будет тоже втулка, но более сложной конфигурации, чем каждая из деталей группы. В комплексной детали содержатся все поверхности отдельных деталей.

Рисунок 6.2 — Комплексная деталь

Разрабатываем план обработки комплексной детали. В данной операции требуются 14 переходов, последовательно выполняемых.

Обработку ведем на токарно-револьверном станке.

Разрабатываем план обработки каждой детали группы.

Примерный план токарно-револьверной операции и его реализации.

Переход первый: подрезать торец; последний переход — отрезать заготовку в размер LL. Далее: точить поверху до D дD на длину l. Потом точить следующие наружные цилиндрические поверхности проходными резцами открытую и полуоткрытую поверхности. Закрытые поверхности точат широкими канавочными резцами, а окончательно середину — проходным резцом. Далее обрабатывать поверхности центрального отверстия: сверлением, рассверливанием, зенкерованием, растачиванием, развертыванием. Фаски внутренние обрабатывать зенковкой либо резцом. Резьбу нарезаем резьбовыми резцами либо плашками в зависимости от степени точности и формы профиля резьбы.

8. Выбор токарно-револьверного станка

Токарно-револьверные станки предназначены для обработки деталей из прутков или штучных заготовок. На них возможно выполнение почти всех видов токарных работ.

Детали, подлежащие обработке на токарно-револьверных станках, имеют несколько обрабатываемых поверхностей, что определяет необходимость многоинструментальной наладки.

Револьверная головка позволяет осуществить такую наладку, так как имеет несколько гнезд для крепления державок с инструментом. В державке, в свою очередь, может быть установлено также несколько инструментов. Сочетание поперечного суппорта с револьверной головкой дает возможность обрабатывать несколько поверхностей детали одновременно.

Токарно-револьверные станки снабжены устройствами для сокращения вспомогательного времени при выполнении операции: командоаппаратами или упорами, которые осуществляют автоматическое переключение частот вращения шпинделя и подач, устройством для поворота револьверной головки и т. д.

Токарно-револьверные станки разделяют на две группы: с вертикальной осью вращения револьверной головки и с горизонтальной осью вращения револьверной головки.

Таблица 8.1 — Параметры токарно-револьверных станков

Параметр

Револьверная головка с осью

горизонтальной

вертикальной

1336 М

1А341

1П365

1П371

Наибольший диаметр, мм:

прутка заготовки в патроне

36

40

80

100

над станиной

420

400

500

630

над поперечным суппортом

-

-

320

420

Токарно-револьверные станки с горизонтальной осью револьверной головки применяют главным образом при обработке деталей из прутка, а также штучных заготовок небольшого размера. Станки имеют револьверную головку барабанного типа, ось вращения которой параллельна оси шпинделя и смещена относительно ее. Револьверная головка имеет продольную и поперечную (круговую) подачи, поэтому подобные станки не имеют поперечного суппорта.

Станки 1П365 и 1П371 предназначены в основном для патронных работ, но это не исключает возможности обработки деталей из пруткового материала.

Станок 1П365 снабжен преселективным гидравлическим устройством для переключения частот вращения шпинделя и подач, механизмом ускоренного перемещения суппортов.

Таблица 8.2 -Техническая характеристика универсального токарно-револьверного станка 1П365

Наибольший диаметр, мм:

прутка заготовки в патроне

80

над станиной

500

над поперечным суппортом

320

Расстояние от торца шпинделя до плоскости револьверной головки, мм

275−1000

Число частот вращения шпинделя

12

Пределы частот вращения шпинделя, об/мин

34--1500

Пределы подач, мм/об:

револьверного суппорта

0,09--2,7

поперечного суппорта

продольных

0,9--2,7

поперечных

0,045--1,35

Скорость быстрого перемещения суппортов, м/мин

8

Мощность электродвигателя главного движения, кВт

14

На станке можно производить многоинструментальную наладку для точения, сверления, растачивания, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и других операций. Особенностью станка является наличие командоаппарата с шестнадцатью кулачками, которые при движении или повороте револьверной головки действуют на конечные выключатели, управляют электромагнитными муфтами.

9. Выбор режущего инструмента для групповой токарно-револьверной обработки

На токарно-револьверной операции при обработке заготовки закрытые поверхности точат широким канавочным резцом, а окончательно середину — проходным резцом. Далее обрабатывать поверхности центрального отверстия: сверлением, рассверливанием, зенкерованием, растачиванием, развертыванием. Фаски внутренние обрабатывать зенковкой либо резцом; наружную фаску обрабатываем проходным резцом. Резьбу нарезаем резьбовыми резцами либо плашками в зависимости от степени точности и формы профиля резьбы.

Комплексная деталь

№ детали

Эскизы деталей группы

ПЕРЕХОДЫ

1

2

3

4

5

6

8

9

11

12

13

14

Подрезать торец

Точить поверхность

Точить конус

Точить поверхность

Точить канавку

Нарезать резьбу

Подрезать торец

Нарезать резьбу

Точить фаску

Фрезеровать

Сверлить отверстие

Сверлить отверстие

Номера переходов соответствуют номерам поверхностей

К.Д.

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

1

О

О

О

О

О

О

О

О

О

2

О

О

О

О

О

О

О

О

О

3

О

О

О

О

О

О

О

О

О

4

О

О

О

О

О

О

О

О

Литература

1. Альбом рабочих чертежей и заданий по технологии машиностроения. /Метод. указания/Самарский государственный технический университет. В. А. Прилуцкий, Самара, 1999. 140с.

2. Альбом рабочих чертежей и заданий по технологии машиностроения. часть 2. Метод. указ. /Самарский государственный технический университет. В. А. Прилуцкий. Самара. 1999. 140 с.

3. Базров Б. М. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2003. -736с. :ил.

4. Технология машиностроения: учебник для студентов высших учебных заведений/[Л.В. Лебедев, В. У. Мнацаканян, А. А. Погонин и др]- М. Московский центр «Академия», 2006. -528 с. JSBN5−70 695−2291−7.

5. Технология машиностроения.- Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие/В.И. Аверченков и др. Под общей ред. В. И. Аверченкова и Е. А. Польского.- 2-е изд., перераб. и доп. -М:ИНФР-М. 2005 -288с.- (Высшее образование).

6. ГОСТ 21 495–76. Базы и базирование в машиностроении.

7. Прилуцкий В. А. Разработка структуры технологического процесса изготовления детали. 2009-Самара. СамГТУ. -118с., ил.

8. Разработка структуры технологического процесса механической обработки детали. Метод. руков-во к практ. занятиям. В. А. Прилуцкий. Самара, СамГТУ. -2001. -16 с.

9. Выбор комплекта технологических баз и разработка схемы базирования. Метод. указания к контр. работе. В. А. Прилуцкий.- Самара, СамГТУ. -2000.

10. Серебреницкий П. П. Общетехнический справочник. -СПБ.: Политехника. 2004. -415 с., ил.

11. Митрофанов С. П., Гутнер Г. Н. Револьверные станки и их рациональное использование. Машгиз. М-Л.- 1962. -350 с., ил.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой