Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство аграрной политики Украины

Государственный комитет рыбного хозяйства Украины

Керченский государственный морской технологический университет

Кафедра: «Оборудование пищевых и рыбоперерабатывающих производств»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Технологические основы машиностроения»

Руководитель проекта Мануилов В.В.

2012 г.

Содержание

1. Описание детали

2. Выбор вида заготовки и способа ее получения

3. Анализ технологичности

4. Выбор технологических баз

5. Разработка технологического маршрута процесса

6. Определение припусков и операционных размеров

7. Расчёт режимов резания

8. Нормирование технологического процесса

9. Описание конструкции приспособления. Расчет приспособления

10. Расчёт исполнительных размеров предельного калибра

Список использованной литературы

1. Описание детали

Коромысло -- подвижная деталь в виде фасонного стержня или пластины с отверстиями или цапфами, совершающая неполный оборот вокруг неподвижной оси. Это, по существу, двуплечий рычаг, качающийся около средней оси. Входя в состав многих машин и механизмов (двигатели внутреннего сгорания, буровые станки, весы и т. д.), коромысло передает усилия присоединяемой к нему тяге, толкателю, клапану, шатуну и т. д. Коромысла изготовляют неравноплечими. Плечо, находящееся над клапаном, выполняют на 30--50% длиннее плеча, обращенного к штанге. Это позволяет получить необходимые перемещения клапана при малых перемещениях и ускорениях толкателя, а следовательно, снизить силы инерции, действующие в клапанном механизме.

В данном курсовом проекте рассмотрим разработку технологического процесса изготовления коромысла механизма газораспределения двигателя Д-50.

В коротком плече коромысла имеется резьбовое отверстие под регулировочный винт и канал для подвода масла к сферической поверхности штанги и винта. На другом плече коромысла имеется сферическая поверхность (боек коромысла), которая опирается на стержень клапана. В средней части выполнено гладкое отверстие под ось качения коромысла. От осевого смешения коромысло удерживается упорной шайбой и стопорным пружинным кольцом.

2. Выбор вида заготовки и способа ее получения

Выбор способа получения заготовки зависит от служебного назначения и экономичности изготовления детали и оказывает существенное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность обработки .

Учитывая необходимое качество детали, требования к геометрическим размерам, шероховатости поверхностей, экономичность производства, специфику материала детали, его хорошие литейные свойства, жидкотекучесть и малую линейную усадку выбираем способ получения заготовки - литьё в оболочковую форму. Тип производства - серийное.

Литьё в оболочковые формы -- способ получения фасонных отливок из металлических сплавов в формах, состоящих из смеси песчаных зёрен (обычно кварцевых) и синтетического порошка (обычно фенолоформальдегидной смолы и пульвер-бакелита). Предпочтительно применение плакированных песчаных зёрен.

Данный способ получения заготовки предпочтителен, так как учитываются следующие факторы при получении детали «Коромысло»:

1) Расход формовочной смеси в 8-10 раз меньше, чем при литье в песчаные формы.

2) Твердение смеси непосредственно на модели обеспечивает высокую точность размеров. Применение мелкозернистых песков дает возможность получать формы с чистой и гладкой поверхностью. Припуски составляют 0.5-1.5 мм.

3) Возможность механизации и автоматизации труда.

3. Анализ технологичности

заготовка коромысло двигатель припуск

Технологичность изделия рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, определяющей ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Основная задача обеспечения технологичности конструкции изделия - достижение оптимальных трудовых, материальных, топливно-энергетических затрат на проектирование, подготовку, изготовление и монтаж вне производства. Отливку считают технологичной, если ее конструкция соответствует общим принципам обеспечения качества заготовок при литье и сложившимся конкретным производственным условиям. Высокое качество отливки обеспечивают: использование литейного сплава с высокой жидкотекучестью и оптимальная конфигурация отливки, благодаря чему возможно применение простой литейной формы, предусматривающей одновременное или направленное затвердевание сплава и свободное извлечение отливки (модели) из формы. В конструкции отливки необходимо также учитывать реальные производственные возможности: наличие определенного оборудования для подготовки сплава и формирования отливки при заданном объеме выпуска продукции. Конфигурация отливки проста, не требует сложной формы, литейный сплав обладает необходимыми литейными свойствами и можно сделать вывод, что деталь технологична.

4. Выбор технологических баз

При выборе технологической базы для данной заготовки ориентируемся на принцип единства баз.

Принцип единства баз заключается в том, что в качестве технологических или измерительных баз на различных операциях технологического процесса используют одни и те же поверхности детали. Применение принципа единства баз позволяет исключить появление погрешностей обработки и сборки, связанных со сменой баз

Исходя из принципа базирования целесообразно сначала провести обработку плоскость базирования детали, основание для установки, т.к. относительно данной плоскости происходит определение необходимых геометрических размеров. Технологическая база (установочная) - наружная поверхность диаметром 30 мм. Направляющую и опорную базы выбирают из условий удобства установки детали.

5. Маршрут обработки

005 Заготовительная.

Заготовку получаем литьем .

010 Фрезерная.

Фрезеровать размер 30+Д мм.

Фрезеровать торцы поверхности Ш 18

015 Сверлильная

Сверление отверстия под резьбу М10, выдерживая размер 33,5+- 0,3

Сверление отверстия Ш 4,4…..5,0 мм, выдерживая размер 18 ^+0,5_, угол 20⁰ на длину 30 мм

020 Токарная Расточить диаметр Ш21Н9.

Снять фаски

025 Токарная

Нарезание резьбы. Нарезание происходит с помощью метчика. Режущая часть из быстрорежущей стали, хвостовик- сталь 40Х.

030 Термическая. Закалить до HRC 49-57

035 Промывочная.

Промыть деталь

040 ОТК.

6. Определение припусков и операционных размеров

Припуск -- слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.

Минимальный припуск необходимый для обработки детали «Коромысло» определяем по формулам:

а) при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск):

2Z_min=2[(Rz+h)_i-1+

б) при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск):

Z_min=(Rz+h)_i-1+

где Rz _i-1 -- высота неровностей профиля по десяти точкам на предшествующем переходе;

h_i-1 -- глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе (обезуглероженный или отбеленный слой);

-- суммарное отклонение расположения поверхности (отклонение от параллельности, перпендикулярности, соосности) на предшествующем переходе;

-- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Общие припуски Z_0max и Z_0min находят как сумму промежуточных припусков на обработку:

Z_0max=? Z_{i max};

Z_0min=? Z_{i min};

Припуск на обработку торцовых поверхностей Ш 30 фрезерованием:

- отклонение плоской поверхности отливки от плоскостности (коробление);

=

где ,

)

Rz =40 мкм; h_i-1 =160 мкм; = 110 мкм

Z_min=40+160+30+110= 340 (мкм)

Минимальный размер :

а) 30 - 0,18 = 29,82 (мм)

б) 29,82+0,39 = 30,21 (мм)

где 0,39 -допуск на размер 30 мм, соответствующий заданному квалитету .

Максимальный размер:

а) 29,82+0,18 = 30 (мм)

б) 30,21 + 0,39 = 30,6 (мм)

Максимальный припуск:

30,6 - 30 = 0,6 (мм)

Наименьший припуск:

30,2- 29,8 = 0,4 (мм)

Общий наибольший припуск:

Z_0max= 0,6 (мм)

Общий наименьший припуск:

Z_0min= 0,4 (мм)

Припуск на обработку торцовых поверхностей Ш 18 фрезерованием:

- отклонение плоской поверхности отливки от плоскостности (коробление);

=

где ,

)

Rz =40 мкм; h_i-1 =160 мкм; = 100 мкм

Z_min=40+160+30+100= 318 (мкм)

Минимальный размер :

а) 14,5 - 0,13 = 14,37 (мм)

б) 14,37+0,33 = 14,7 (мм)

где 0,33 -допуск на размер 18 мм, соответствующий заданному квалитету.

Максимальный размер:

а) 14,37+0,13 = 14,5 (мм)

б) 14,7 + 0,33 = 15,03 (мм)

Максимальный припуск:

15,03 - 14,5 = 0,53 (мм)

Минимальный припуск:

14,7- 14,4 = 0,3 (мм)

Общий наибольший припуск:

Z_0max= 0,53 (мм)

Общий наименьший припуск:

Z_0min= 0,3 (мм)

Припуск на нарезание резьбы :

Нарезания внутренней резьбы начинается с засверливания отверстия и снятия фаски для захода метчика. Диаметр отверстия в зависимости от шага резьбы подбирается по справочной таблице.



Припуск на обработку отверстия Ш 21H9:

Маршрут обработки: черновое и чистовое точение.

(мкм)

= 60 мкм ;

_r = K_y

где _r - величина остаточных пространственных отклонений

K_y - коэффициент уточнения

_r1 = 211 0,05 = 10,55 (мкм)

2 Z_min =2(40+160+) = 2* 419 (мкм)

2 Z_min =2(20+20+) = 2* 100 (мкм)

Минимальные размеры:

20,948+0,13=21,078 (мм)

21,078+0,21 = 21,288 (мм)

Максимальные размеры:

20,948 +0,052 = 21 (мм)

21,948+0,13= 21,208 (мм)

21,288+0,21 = 21,498 (мм)

Минимальные припуски:

21,078-20,948=0,130 (мкм)

21,288-21,078= 0,210(мкм)

Максимальные припуски:

21,208 - 21= 0,208 (мм)

21,498-21,208 =0,290 (мм)

Общий наибольший припуск:

Z_0max= 0,208+0,290=0,498 (мм)

Общий наименьший припуск:

Z_0min= 0,130+0,210= 0,340 (мм)

7. Расчёт режимов резания

Фрезерование

Выбираем горизонтально-фрезерный станок 6Н80, его характеристики:

Размеры рабочей поверхности стола, мм………….200*800

Расстояние от оси шпинделя:

до стола………………………………………20-320

до хобота……………………………………….123

Наибольшее расстояние оси вертикальных направляющих до задней кромки стола…………………………………..…….240

Количество Т-образных пазов………………….3

Ширина Т-образного паза……………………14А₃

Наибольшие:

угол поворота стола в градусах………………±45

перемещение стола:

продольное……………………………………...500

поперечное………………………………………160

вертикальное…………………………………….300

Конус Морзе отверстия шпинделя ГОСТ 836-62…………2

Число ступеней шпинделя ………………………12

Число ступеней подач стола……………………12

Подача стола:

продольная ………………………………..…25-1120

поперечная…………………………………….18-800

вертикальная ………………………………….9-400

Мощность главного электродвигателя в кВт.......…3

Габаритные размеры, мм:

длина ..........……… …………………………1360

ширина .........………………………………..1860

высота ………………………………............1530

Масса в кг ...………………………………...1150

В качестве режущего инструмента принимается цилиндрическая фреза из быстрорежущей стали L=50 мм, материал режущей части Т15К6.

Подача при фрезеровании цилиндрической фрезой из быстрорежущей стали при мощности станка до 5 кВт, средней жесткости СПИД, для стали 0,08-0,12 мм на один зуб.

Глубина фрезерования принимается равной припуску на механическую обработку. Для чернового фрезерования после литья в и длине обрабатываемого участка 30 мм припуск равен 0,5 мм . Для поверхности диаметром 18 - припуск (глубина резания) 0,4 мм

Sz =0,12

=390

=0,17

=0,19

=0,28

=0,05

=0,1 =0,33

=0,84

V=295 м/мин

Число оборотов фрезы:

об/мин;

Уточняем частоту вращения по данным станка: n_ф=2100 об/мин;

Уточняем скорость по фактической частоте вращения:

м/мин;

Определим машинное время

, где

i - количество проходов;

Сила резания:



Значение коэффициента и показателей степени в формуле определения силы резания при фрезеровании.). Для стали

=101

=0,88

=0,75

=1

q=0,87

=0

=628 Н

Мощность резания:

кВт

Фрезерование поверхности диаметром 18 мм

V=215 м/мин

Число оборотов фрезы:

об/мин;

Уточняем частоту вращения по данным станка: n_ф=1700 об/мин;

 м/мин;

Определим машинное время

Сила резания:

=629 Н

Мощность резания:

кВт

Растачивание отверстия

Выбираем станок горизонтально-расточной 2654

Тип компоновки станка …………….………..Б

Размеры рабочей поверхности стола (ширина*длина) …1600*2000

Диаметр выдвижного шпинделя……….…….…150

Конус отверстия шпинделя …………..метрический 80

Перемещения:

выдвижного шпинделя продольное ........….……..1240

радиального суппорта …………….………….….240

стола:

поперечное …………………….………………..1800

передней стойки:

продольное…………………….………………...1800

планшайбы ………………………………….3,75-192

Подача в мм/мин:

выдвижного шпинделя ……………………..…2-150

шпиндельной бабки……………………....1-750

Выбор резца и его параметров:

Резец расточной державочный с пластиной из твердого сплава. ГОСТ 9795-84

t - глубина резания, t=0,42/2 мм;

Подача S=0,06…0,12 мм/об, следуя рекомендациям примечания выбираем подачу из середины диапазона и сравниваем её с паспортными данными станка, S=0,1 мм/об.

По справочным данным выбираем скорость V= 120 мм/мин

Число оборотов:

об/мин;

Уточняем частоту вращения по паспортным данным станка: n_ф=1800 об/мин;

Уточняем скорость по фактической частоте вращения:

мм/мин;

Определим машинное время

, где

L=l₁+l₂+l,

l₁ - величина врезания, l₁=t/tgц=2,76/tg95°=0,25мм;

l₂ - величина перебега, l₂=1…3мм;

l=30мм - длина точения;

i - количество проходов;

Определение сил резания

, где

- постоянные для данной операции;

- поправочный коэффициент;

- зависит от качества обрабатываемого материала;

,, - зависит от параметров резца;

=204; = 1; = 0,75; = 0; = 0,75; = 1,08; = 1,25; = 1

= 0,751,081,251=1,01

P_z =

Определение мощности резания

СВЕРЛИЛЬНАЯ ОПЕРАЦИЯ

Выбираем радиально сверлильный станок 2Е52:

Наибольший условный диаметр сверления .………...25

Диаметр круга, описываемого при вращении рукава

его концом …………………………………1120

Расстояния:

от торца шпинделя до поверхности стола …….....325-852

от торца шпинделя до поверхности фундаментной плиты ......0-900

от пси шпинделя до стойки (вылет шпинделя)…………500

Наибольшие вертикальное перемещение рукава по колонне....890

Конус Морзе отверстия шпинделя .....……..3

Число ступеней оборотов шпинделя .....……………8

Число оборотов шпинделя в минуту ………………45-2000

Число ступеней механических подач шпинделя ……………9

Мощность главного электродвигателя в кВт……….……3,2

Габаритные размеры:

длина ....................……………….1130

ширина ..................………………805

высота ...................……………….2290

Вес в кг.………………………..….980

1) Сверление отверстия Ш8,5мм

2) 1 Сверление отверстия Ш5мм

Сверла выбираем спиральные, оснащенные пластинками из твердого сплава(ВК15), для сверления стали с коническим хвостиком. ГОСТ 22736-77 и ТУ 2-035-636 - 78. Диметр свёрл d =530мм, длина рабочей части 60125мм, общая длина сверла140275мм, конус Морзе № 1-4. Угол наклона канавок 10-45⁰.

Для сверления диаметров до 12мм

=7⁰

=118±3⁰

=16±3⁰

Из стандартного ряда выбираем диаметры сверл

1 Сверло Ш4,8 мм для сверления Ш5мм

2 Сверло Ш8,3мм для сверления Ш8,5мм

Глубина резания равна половине диаметра сверла t=0,5D=4,25 мм

1) Режим резания для сверления отверстия Ш8,5мм

=3,5

=0,5

=0,45

=0,12

Т=30 мин



=1,4

м/мин

об/мин

Уточняем частоту вращения по паспортным данным станка: n_ф=950 об/мин;

Уточняем скорость по фактической частоте вращения:

м/мин;

Определим машинное время

, где

i - количество проходов;

Крутящий момент и осевую силу при сверлении определяем по следующим формулам:



=0,041

=2,0

=0,7

=143

=1,0

=0,7

М=9,4 Н*м

Р=3857 Н*м

Определение мощности резания

2) Режим резания для свеления отверстия Ш5мм

S=0,2-0,25 мм/об; T=40

м/мин

об/мин

Уточняем частоту вращения по паспортным данным станка: n_ф=650 об/мин;

Уточняем скорость по фактической частоте вращения:

м/мин;

Определим машинное время

, где

i - количество проходов;

Крутящий момент и осевую сила:

М=4,6 Н*м

Р=3244 Н*м

Определение мощности резания

Нарезание резьбы

Нарезание происходит с помощью метчика. Режущая часть из быстрорежущей стали, хвостовик- сталь 40Х. Машинно-ручной ГОСТ 3266-81

Расчёт скорости резания:

=64,8

=1,2

=0,5

=0,9

Т=90 мин

V=15 м/мин

об/мин

Уточняем частоту вращения по паспортным данным станка: n_ф=450 об/мин;

Уточняем скорость по фактической частоте вращения:

м/мин;

Определим машинное время

, где

i - количество проходов;

=0,027

=1,4

=1,5

=1,4

P=1 - шаг резьбы

М=10 Н*м

Определение мощности резания

8. Нормирование технологического процесса

В процессе расчётов режимов резания для каждой операции было определено машинное время То.

Время на выполнение операции равно:

, где

Твсп - вспомогательное время, Твсп=10-15%То;

Тобс - время обслуживания станка, Тобс=3-5%То;

Тпер - время перерывов, Тпер=3-5%То.

Кроме того, определяется оперативное время Топер,

Топер=То+Твсп.

Переход	Tо	Твсп	Тобс	Тпер	Топер	Топ
Фрезерование плоскости Ш 30	0,02	0,003	0,001	0,001	0,023	0,025
Фрезерование плоскости Ш 18	0,015	0,002	0,0008	0,0008	0,017	0,037
Растачивание отверстия Ш21	0,18	0,027	0,009	0,009	0,207	0,225
Сверление Ш 8,5	0,13	0,02	0,0065	0,0065	0,15	0,163
Сверление Ш 5	0,27	0,04	0,0135	0,0135	0,31	0,337
Нарезание резьбы M10x1-6H	0,8	0,12	0,04	0,04	0,92	1

9. Описание конструкции приспособления. Расчет приспособления

Так как фиксация заготовки осуществляется наружной поверхностью вращения то в качестве приспособления выбираем призму. Данное приспособление подходит как для выполнения операций сверления, фрезерования, токарной. В момент начала обработки , когда необходимо обеспечить надежный прижим, на заготовку действует момент резания М, стремящийся повернуть заготовку вокруг ее оси, и осевая сила подачи инструмента , прижимающая заготовку к опорной поверхности.

Определим силу зажима:

P_з=2KM/[D_з(f₁+f₂/sin0,5б)]

где M - крутящий момент;

K - коэффициент запаса;

f₁, f₂ - коэффициенты трения;

D_з - диаметр заготовки;

K= K₀ *K₁* K₂* K₃* K₄* K₅* K₆*

K₀=1,5; K₁=1; K₂=1; K₃=1,2; K₄=1,3; K₅=1,2; K₆=1,5

K=4,2

f₁,=0,7

f₂= 0,2

P_з=2*4,2*9,4/[0,03_з(0,7+0,2/sin0,5*90)] = 2047 H

10. Расчёт исполнительных размеров предельного калибра

По ГОСТ 25437-82 определяются предельные отклонения отверстия 21H9: ES=+52 мкм;EI=0;

2. В соответствии с ГОСТом 24853-81 строятся схемы расположения полей допусков калибров относительно границ расположения поля допуска отверстия. Из этого же стандарта определяются следующие величины:

Н- допуски на изготовление калибра пробки;

Z - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра пробки; У - допустимый выход размера изношенного проходного калибра (пробки) за границу поля допуска; а также допуски на форму калибров:

Н=4 мкм;

У= 0 мкм;

Z= 9 мкм.

Р-ПРmax=D-EI+Z+H/2=21-0+0,009+0,004/2=21,011 мм;

Р-ПРmin=D+EI+Z-H/2=120+0+0,009-0,004/2=21,007 мм;

Р-ПРизн=D+EI-У=120+0-0=21 мм;

Р-ПРисп=(Р-ПРmax)_-H=120,011_-0.004 мм;

Р-НЕmax=D+ES+H/2=21+0,052+0,004/2=21,054 мм;

Р-НЕmin=D+ES-H/2=21+0,052-0,004/2=21,05 мм;

Р-НЕисп=(Р-НЕmax)_-H=21,054_-0.004 мм.

Список использованной литературы

1. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К Мещерякова Справочник технолога-машиностроителя.- М.: Машиностроение, 1985. т.1, 665 с.

2. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова Справочник технолога-машиностроителя.- М.: Машиностроение, 1985. т.2, 496 с.

3. Козловский Ю.Г., Кардаш В.Ф. Аннотированные чертежи деталей машин..- Киев. ГИИО: Высшая школа, 1987. 224с.

4. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А.. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.- Минск: Высшая школа, 1983. 256 с.

5. Справочник инструментальщика. Под ред. И.А. Ординарцева. -Л: Машиностроение, Ленинградское отделение. 1987-846 с.

6. Сушков О.Д., Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» Керчь, КГМТУ, 2009 - 59 стр.;

Размещено на Allbest.ru