Разработка и анализ конструкции инструмента для кольцевого сверления
Анализ конструкции регулируемого двухрезцового инструмента для кольцевого резания. Проектирование крепления траверс к корпусу. Автоматизированное исследование напряженно-деформированного состояния. Разработка маршрута обработки изготовления детали.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.08.2017 |
| Размер файла | 3,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Проектирование технологических процессов является одним из основных этапов производства изделий.
Разработаем технологический процесс по изготовлению корпуса.
Заготовку возьмем пруток диаметром 50мм длиной 300мм Сталь 40.
Исходные данные необходимые для выбора вида заготовки и способа ее получения:
· материал заготовки - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71;
· плотность материала - 7820 кг/м3.
Процесс изготовления основного корпуса состоит из следующих операций:
1. Заготовительная - отрезать заготовку Ф 45, материал Сталь40х; Выполняется на станке модели 8Б72.
2. Токарная - точить наружный Ф45; сверлить внутреннее отверстие Ф11,5; точим фаску 6х10° ; развернуть отверстие на 12; точим канавку на глубине 5мм, Ф20мм; бесцентровая шлифовка Ф44.
3. Фрезерная - фрезеровать две лыски , фрезеровать углубление R10 на l=50мм; переустановить деталь фрезеровать углубление R10 на l=50мм, фрезеровать лапку. Выполняются на токарно-фрезерном обрабатывающем центре 1728С.
4. Шливование :
4.1 Бесцентровая шлифовка конуса Морзе №3.
Выполняется на бесцентровые круглошлифовальные станки ЗМ184
4.2 Шлифование - внутришлифовальная, Ф20.
5. Выполняется на внутришлифовальные станки с горизонтальным шпинделем 3К227В.
Проверить размеры корпуса согласно чертежу (приложение№1).
7.1 Разработка маршрута обработки изготовления детали
Выполним нормирование операций, пользуясь приближенными формулами (таблица 7.1).
Таблица 7.1. Маршрут обработки
|
№ |
Наименование операции и переходов |
Оборудование |
Тшт. |
|
11.11.21.31.41.51.6 |
Корпус:Токарнаяточить наружный диаметр 45сверлить отверстие диаметром 11,5ммточить фаску наружную 6х10°развернуть отверстие диаметром 12 ммточить канавку на глубину 5мм диаметром 20ммшлифовать диаметр 44мм |
Токарно-фрезерный обрабатывающий центр 1728C |
Тшт=3,991.1 То=0,17•45•220•10-3=1,69мин 1.2 То=0,52•11,5•110•10-3=0,66мин 1.3 То=0,17•15•30•10-3=0,08мин 1.4 То=0,43•12•110•10-3=0,57 мин 1.5 То=0,17•20•5•10-3=0,2 мин 1.6 То=0,1•44•220•10-3=0,97 мин |
|
|
2 2.1 2.2 |
Фрезерная фрезеровать 2 лыски фрезеровать углубление R10 на l=50мм с двух сторон |
Токарно-фрезерный обрабатывающий центр 1728C |
Тшт=0,6 2.1 То=0,4•85•10-3=0,04 мин 2.2 То=0,4•50•10-3=0,02 мин |
|
|
3 3.1 |
Шлифование шлифовка конуса Морзе №3 |
Бесцентровые круглошлифовальные станки ЗМ184 |
Тшт=0,73 3.1 То=0,15•44•110•10-3=0,73 мин |
|
|
4 4.1 |
Шлифование внутришлифовальная, диаметром 20мм |
Внутришлифовальные станки с горизонтальным шпинделем 3К227В |
Тшт=1,59 4.1 То=1,8•20•44•10-3=1,59 мин |
7.2 Определение штучно-калькуляционного времени
Определяем штучно-калькуляционное время по формуле:
Тш-к. = цкТо (7.1)
где цк - коэффициент;
цк = 1,36 - токарная;
цк = 1,51 - фрезерная;
цк = 1,55 -шлифовальная.
Получаем следующие величины
Ттокшт.к.= 3,991,36 = 6,384мин;
Тфрезшт.к.= 0,081,51 = 0,1208мин;
Тшлифшт.к.= 0,731,55= 1,1315 мин;
Тшлифшт.к.= 1,591,55= 2,4645мин.
Расчетные данные заносим в таблицу 7.2.
Порядок расчета на примере токарной операции:
mpI= (7.2)
mpI=
принимаем рI= 1 станок, зз.ф.= 3,53:
О =
Таблица 7.2. Выбор оборудования
|
Название операции |
То, мин. |
Коэф. |
Т шт, мин |
mp |
Кол-востанков, N |
О |
Коэф.закр операций |
|
|
Токарная |
3,99 |
1,36 |
6,384 |
3,53 |
4 |
0,21 |
1,9 |
|
|
Фрезерная |
0,08 |
1,51 |
0,1208 |
0,0668 |
- |
11,36 |
||
|
Шлифовальная |
0,73 |
1,55 |
1,1315 |
0,62 |
1 |
1,20 |
||
|
Шлифовальная |
1,59 |
1,55 |
2,4645 |
1,36 |
2 |
0,55 |
||
|
У=7 |
Так как коэффициент закрепления операций больше 1,тип производства - крупносерийное.
7.3 Описание оборудования для изготовления корпуса
1- Пила механическая 8Б72: станки модели 8Б72 предназначены для холодной резки металла диаметром до 250 мм под углом 90 градусов.
Класс точности Н; наибольший размер устанавливаемой заготовки равна 250мм; наибольшая длина разрезаемого материала по упору равна 350мм. Размеры применяемого ножовочного полотна: длина (межцентровое расстояние) 500мм, ширина 40мм, диаметр отверстий 8.Наибольшая ширина пропила, мм 3,8 и длина ода пильной рамы 140 и 180мм.
2- Токарно-фрезерный обрабатывающий центр 1728C
Токарно-фрезерный обрабатывающий центр модели 1728С предназначен для комплексной обработки деталей типа тел вращения в патроне и центрах.
Точность обработки обеспечивается конструкцией станка (высокоточные подшипники, линейные направляющие, активные измерительные системы контроля инструмента, жесткость и виброустойчивость базовых корпусных деталей, термосимметричные конструкции, исключающие влияние температурных деформаций и др.).
Полная обработка детали за один установ исключает погрешности базирования, имеющие место при традиционной технологии.
Концентрация операций на одном станке позволяет достичь ощутимой экономии за счет отказа от изготовления специальной оснастки для базирования заготовок на смежных операциях.
Характеристики для стандартного исполнения обрабатывающего центра и могут быть изменены по желанию заказчика.[13]
3-Бесцентровые круглошлифовальные станкиЗМ184. Техническая характеристика: диаметр шлифования 3...80 мм; наибольшая длина шлифования(при врезном шлифовании 145 мм и при сквозном шлифовании165мм). Скорость подвода при врезном шлифовании равна 1,48м/мин. Мощность электродвигателя, кВт: шлифовального круга 13; ведущего круга 0,76.
Внутришлифовальные станки с горизонтальным шпинделем 3К227В: наибольший диаметр изделия - 200мм, размеры шлифуемого отверстия (диаметр20…100мм и наибольшая длина 125 мм), наибольший угол поворота бабки изделия 30град; наибольшее поперечное перемещение бабки изделия 450 мм.[14]
Разработанный технологический процесс для корпуса готов. Для остальных элементов разработаем технологические процессы с помощью программы САПР «Вертикаль».
На рисунке 7.1 показано формирование технологической карты.
Рисунок 7.1. Формирование карты технологического процесса
На рисунке 7.2 показана сформированная карта технологического процесса.
Рисунок 7.2. Операционная карта технологического процесса
Заключение
В выпускной квалификационной работе была проведена конструкторско-технологическая разработка инструментов для кольцевого резания, предназначенного для сверления отверстий в сплошном материале, для обработки отверстия, наружной поверхности, обработки канавок или других поверхностей, вырезания дисков необходимого диаметра.
В информационном обзоре рассмотрено кольцевое сверление как вид обработки, показаны возможные результаты кольцевой обработки и проведён анализ литературных источников, с целью изучения и анализа имеющихся инструментов.
В разделе «Анализ состояния вопроса» рассмотрены вид обработки на станках, проблемы, связанные с разработкой конструкций инструментов для кольцевой обработки. Приведен прототип инструмента, его недостатки и принципиальные решения в новой конструкции.
В третьем разделе изложен анализ конструкции регулируемого двухрезцового инструмента для кольцевого резания, в котором идет описание принципиальных решений. С ожидаемым повышением качества обработки поверхности и повышением производительности, так как каждый элемент конструкции по-своему уникальный.
В четвертом разделе описаны марки материала и выбраны для каждой детали разработанной конструкции инструмента.
В пятом разделе выполнена проектировка основных частей. Представлены чертежи в 2Dи 3D и произведен расчет масс. Так же приведена конструкция инструментальной многофункциональной системы в трех видах.
В шестом разделе произведен расчет сил резания, действующие на разработанную конструкцию. Выполнен расчет исследование напряженно-деформированного состояния модели с помощью программы Компасе 3D APM FEM. Получили информацию о напряжениях и деформациях, возникающих в деталях в процессе работы.
В седьмом разделе разработана технология изготовления режущей части, показана реальность ее изготовления для действующих производств.
Достоинство разработанного инструмента:
1. Большой диапазон диаметров кольцевого резания;
2. Регулирования вылета режущих резцов;
3. Различная форма режущей части резцов;
4. Обработка различных материалов (керамика, металл, пластмассы, древесина).
Практическая ценность выполнения данной работы заключается:
1. Повышение производительности обработки;
2. Повышение геометрической точности и качества поверхности.
3. Технологичности конструкций всех типовых исполнений инструмента для кольцевого резания.
Разработанный инструмент инструментальной многофункциональной системы для использования и изготовления на машиностроительных предприятиях, например, такие как АО «ВОМЗ», ООО «ССМ-Тяжмаш» и другие.
Апробация работы
Основные результаты работы были опубликованы и докладывались на семинарах и научно-технических конференциях различного уровня, а именно:
1. Международная научная конференция «Молодые исследователи - регионам» (г.Вологда, 2014, 2015, 2016,2017).
2. Межрегиональной научной конференции «IX Ежегодной научной сессии аспирантов и молодых ученых» (г. Вологда, 2015).
3. Всероссийскаянаучная конференция «Наука и инновация в технических университетах» (г.Санкт-Петербург, 2015,2016).
4. Международная научно-практическая конференция молодых исследователей «Содружество наук.Барановичи-2016» (р.Беларусь, г. Барановичи, 2016).
5. Международная научно-практическая конференция «Современные материалы, техника и технология»(г.Курск, 2016).
6. Международная научно-практическая конференция «Новые решения в области упрочняющих технологий: взгляд молодых специалистов» (г.Курск, 2016).
Данная работа имеет несколько дипломов 1 и 2 степени, так же сертификаты.
Список использованных источников
1. Студфил [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://www.studfiles.ru/preview/5707002.
2. Молодые исследователи - регионам: материалы Международной научной конференции: [в 3 т.]. Т. 1 / [отв. ред. А. А. Синицын]. - Вологда: ВоГУ, 2015. - 619 с. - Режим доступа: http://www.library.vstu.edu.ru/biblio/con2015/book1/2015_mir_1.pdf.
3. Молодые исследователи - регионам: материалы Международной научной конференции: [в 3 т.]. Т. 1 / [отв. ред. А. А. Синицын]. - Вологда: ВоГУ, 2014. - 406 с. - Режим доступа: http://www.library.vstu.edu.ru/biblio/con2014/book1/2014_mir_1.pdf.
4. Общий курс слесарного дела: учеб. пособие / Н. И. Макиенко. - Москва: Высшая школа, 1980. - 192 с.
5. СибТехПром [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://omtehprom.ru/sverla.
6. Библиотека инструментальщика [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://www.info.instrumentmr.ru/instrum_otverst.shtml.
7. Молодежные научные мероприятия [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://ysc.spbstu.ru/forum2016.
8. Материаловедение: учеб. пособие / Б. Н. Арзамасов, И. И. Сидорин, Г. Ф. Косолапов и др.; под общ. ред. Б. Н. Арзамасова. - 2-е изд., испр. и доп. - Москва: Машиностроение, 1986. - 384 с.
9. Материаловедение: учебное пособие / А. А. Мельников. - Самара: Изд-во Самар, гос. аэрокосм. ун-та, 2012. - 83 с.
10. МатериалЦентр [Электронный ресурс]: сайт - Режим доступа: http://www.materialscience.ru/subjects/materialovedenie/kontrolnie/kontrolnaya_rabota_1_variant_18_vopros_5_11_05_2010.
11. Ismith [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://ismith.ru/metal/marki-pruzhinnoj-stali.
12. Техносфера [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://tekhnosfera.com/povyshenie-effektivnosti-koltsevogo-sverleniya-na-osnove-sovershenstvovaniya-konstruktsii-instrumenta-i-shemy-rezaniya.
13. Рlitanadom [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://plitanadom.ru/grusha_220v/grusha_220v/frezernyy-stanok-iz-tokarnogo.html.
14. ИННИ [Электронный ресурс]: сайт. - Режим доступа: http://inni.info/produkt/tokarnyye-obrabatyvayushchiye-tsentry-tots/tokarnyy-obrabatyvayushchy-ts
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка методики предварительной оценки конструкторско-технологической эффективности кольцевых сверл. Этапы проектирования режущей части кольцевого сверла. Анализ сил резания, тепловых потоков и температур, виброактивности при кольцевом сверлении.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 09.11.2016Обзор способов регулирования скорости и конструкций насосов для гидроприводов главного движения металлорежущих станков. Разработка конструкции насоса, гидропривода главного движения токарного станка. Выбор маршрута обработки детали, режущего инструмента.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 27.10.2017Анализ технических условий и технологичности конструкции детали. Разработка операционной технологии на операции сверления и резания, схемы базирования и схемы построения операции. Выбор метода обработки, инструмента и технологического оборудования.
курсовая работа [548,7 K], добавлен 14.01.2011Анализ существующих технологических процессов изготовления подшипников. Выбор режущего инструмента и способа изготовления заготовки. Расчёт ремённой передачи. Разработка технологического процесса изготовления детали "Шкив". Применение долбежного резца.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 27.10.2017Разработка технологического процесса изготовления корпуса. Выбор заготовки и способа её получения. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка структуры и маршрута обработки детали. Выбор режимов резания, средств измерения и контроля.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 09.12.2016Разработка принципов создания систем агрегатно-модульного инструмента для тяжелых станков с целью повышения эффективности. Теоретический анализ напряженно-деформированного состояния модульного инструмента с учетом особенностей тяжелых токарных станков.
дипломная работа [5,5 M], добавлен 04.06.2009Анализ конструкции детали для улучшения технико-экономических показателей технологического процесса. Разработка станочного приспособления для сверления отверстий в заготовке. Проектирование контрольного инструмента для проверки деталей и узлов машин.
курсовая работа [418,2 K], добавлен 18.10.2010Исследование работы установки виброакустического контроля крупногабаритных подшипников. Разработка конструкции узла радиального нагружения. Анализ технологичности конструкции детали "Прижим". Выбор технологического оборудования и режущего инструмента.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 27.10.2017Назначение и технологические требования к конструкции изготавливаемой детали - шпинделя металлорежущего станка. Выбор, экономическое обоснование метода получения заготовки, расчет режимов резания. Разработка конструкции специального режущего инструмента.
курсовая работа [587,1 K], добавлен 27.01.2013Описание конструкции детали. Анализ поверхностей детали, технологичности. Определение типа производства. Теоретическое обоснование метода получения заготовки. Расчеты припусков. Разработка управляющих программ, маршрута обработки. Расчеты режимов резания.
курсовая работа [507,2 K], добавлен 08.05.2019
