Технология изготовления полумуфты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

В качестве примера технологических разработок принят щит.

Не указанные предельные отклонения размеров: Н14; h14

Материал детали СЧ-20(чугун)

Рис.1. Щит



1. Технологическая часть

1.1 Служебное назначение изделия

Муфта служит для предохранения деталей сборочных единиц от разрушения (поломки) при перегрузках исполнительных механизмов и передачи крутящего момента от двигателя редуктору при заданном числе оборотов электродвигателя.

1.1.1 Описание назначения детали

Полумуфта предназначена для передачи вращения от вала двигателя через вторую полумуфту редуктору с заданной частотой вращения и крутящим моментом. Муфта (состоящая из двух полумуфт) предохранительная, позволяющая при превышении предельного крутящего момента предотвратить поломку деталей и сборочных единиц привода сушильного шкафа.

Основные базы полумуфты: отверстие 8 квалитета точности с шероховатостью Rа1,25 мкм, шпоночный паз 9 квалитета точности с шероховатостью Rа5,0 мкм и торец 14 квалитета точности с шероховатостью Rа10,0 мкм.

Вспомогательные базы - 4 отверстия Ф8,4 Н14 Rа10,0.

Остальные поверхности являются свободными.

1.1.2 Эскиз детали и нумерация поверхностей

Для проведения анализа исходных данных и проектирования технологического процесса следует разработать эскиз детали с нумерацией ее поверхностей (рис.2).



Рис.2. Эскиз Щита.

1.1.3 Анализ исходных данных для технологического проектирования

Исходные данные для технологического проектирования сведены в таблицу 1.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности проводится также в табличном виде (табл.6), где количественная и качественная оценка проводится с заполнением соответствующих граф и строк. Последней графой в этой таблице также являются технологические решения, которые позволяют на предварительном этапе назначить способы и методы решения нетехнологичности конструкции детали.

Рассматривая таблицу 6 можно сказать о том, что полумуфта технологична. К нетехнологичности относится:

а) обработка свободных поверхностей;

в) размеры проставлены конструктором в непредпочтительном ряду.

Табл.1 Исходные данные полумуфты

№ поверх.	Модель детали	Функция	Размерные связи	Технология обработки	Технологич. решение
	Размер	Точность	Ra			Вид обработки	Переход

Табл.2 Технологичность конструкции полумуфты

Признаки технологичности	Оценка	Технич. решение
	Количественная	Качественная
		хор.	удов.	неуд.
Общие признаки	Тип производства
	Тип детали
	Простановка размеров
	Жесткость детали
	Коэф. материалоемк. Ким= Gд / Gз
Обрабатываемость	Коэф. скорости
	Шероховатость
	Легирующие элементы
Геометрия конструкции детали	Открытые поверхности
	Расположения поверхностей
	Одновременная обработка
	Глухие отверстия
	Обработка свободных пов.
	Форма канавок
	Глубокие отверстия
	Вход и выход инструмента
	Протяженность баз
	Унификация поверхностей
	Нормальный ряд размеров
	Обработка стандартным инструментом
Соответствие параметров качества	Точность КТ = 1 - УТ/n	0,56
	Шероховатость КRa = 1 - УRa/n	0,04
	Точность и форма УТф/УТр •100%	60%
	Шероховатость и точность УRa/ УТ	0,06

1.3 Выбор заготовки

1.3.1 Метод получения заготовки

Выбор заготовки означает определение рационального метода ее получения, назначение требуемых припусков на обработку резанием и выявление комплекса технических требований, характеризующих геометрическую точность заготовки и физико-механические свойства ее материала.

Правильно выбрать заготовку - значит определить рациональный метод ее получения, установить припуски на механическую обработку каждой поверхности.

Имеется много показателей, по которым производится выбор заготовки. Главными из них являются:

- назначение детали, материал, технические условия;

- масштаб и серийность выпуска;

- тип и конструкция детали;

- размеры детали и оборудования, на котором они изготовляются;

- экономичность изготовления заготовки, выбранной по предыдущим показателям.

Между всеми этими показателями существует тесная взаимосвязь. Нельзя выбирать заготовку и метод ее изготовления только по конструкции детали, не учитывая ее размеров. Нельзя также назначать изготовление заготовок штамповкой, не учитывая серийности и масштаба выпуска, так как может оказаться, что серийность мала, и заготовку выгоднее получать свободной ковкой, не изготовляя дорогих штампов.

Известно, что объемная штампованная поковка может быть путем горячей штамповки и холодной высадки. Холодная высадка применяется для мелких деталей. Максимальный диаметр прутка для холодновысадочных автоматов равен 25 мм.

Горячая объемная штамповка имеет много разновидностей. Поэтому, выбирая заготовку, нужно выбирать разновидность штамповки, которая определяется, главным образом, применяемым инструментом и оборудованием.

Наиболее распространенными методами изготовления поковок являются:

- свободная ковка;

- штамповка на молотах и фрикционных прессах в подкладных штампах;

- штамповка на штамповочных молотах в закрепленных штампах;

- штамповка на вертикальных горячештамповочных прессах;

- штамповка на горизонтально-ковочных машинах.

Штамповка в подкладные штампы пригодна для получения заготовок деталей средних размеров. В подкладных штампах на ковочном молоте или фрикционном прессе штампуют и без облоя в закрытом штампе.

В большинстве случаев пользуются универсальными штампами, в которых вставляется подкладные матрица и пуансон. При мелкосерийном производстве изготовление поковок на прессах в подкладные штампы значительно эффективнее, чем со свободной ковкой. При этом значительно снижаются затраты на механическую обработку. Рентабельность штамповки является следствием снижения общего (включая штамп) расхода металла и уменьшения трудоемкости. При этом способе штамповки стоимость простых штампов иногда в 8 - 10 раз меньше стоимости закрепленных штампов для штамповочных молотов или прессов.

1.3.2 Расчет и выбор припусков на механическую обработку

Чертеж исходной заготовки отличается от чертежа готовой детали, прежде всего тем, что на всех обрабатываемых поверхностях предусматриваются припуски, соответственно изменяющие размеры, а иногда и форму заготовок.

Установление правильных размеров припусков на обработку является ответственной технико-экономической задачей. Назначение чрезмерно больших припусков приводит к непроизводительным потерям материала, превращаемого в стружку; к увеличению трудоемкости механической обработки; к повышению расхода режущего инструмента и электрической энергии; к увеличению потребности в оборудовании и рабочей силе. При этом затрудняется построение операций на настроенных станках, снижается точность обработки в связи с увеличением упругих отжатий в технологической системе и усложняется применение приспособлений.

Назначение недостаточных припусков не обеспечивает удаления дефектных слоев материала, достижения требуемой точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, а также вызывает повышение требований к точности исходных заготовок и приводит к их удорожанию, затрудняет разметку и выверку положения заготовок на станках при обработке по методу пробных ходов и увеличивает опасность появления брака.

Наименьший операционный припуск складывается из отдельных элементов, связанных с различными погрешностями. При этом слой металла, который необходимо удалить с заготовки для устранения неровностей после предыдущей обработки R_z и дефектного слоя металла T_i, возникшего в связи с обезуглероживанием, коррозией, перенаклепом, образованием трещин; пространственных отклонений с и погрешности установки е.

Первые три слагаемые припуска относят к предшествующим переходам (операциям), а последняя - к выполняемому.

Расчет припуска на обработку цилиндрической поверхности сведен в таблицу, в которой последовательно записываются технологический маршрут обработки поверхности и все значения элементов припуска. Так как в случае обработки на оправках с точным центрированием, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значение для расчета припусков на поверхность в данном направлении. Тогда погрешность установки исключается из основной формулы для расчета припусков и соответствующую графу можно не включать в расчетную таблицу.

Суммарное отклонение взаимного расположения рассчитывается

Остаточные пространственные отклонения определяются при помощи коэффициента от первичной погрешности: После предварительного точения: р₁ =0,06 · 1820=109мкм. После чистового растачивания: р₂ = 0,04 ·1820=73 мкм.

Расчет значений припусков сведен в таблицу (табл. 7).

В ней приведены технологический маршрут обработки поверхности по переходам, элементы припуска, расчетный минимальный припуск, расчетный диаметр, допуски на механическую обработку указанной поверхности, а также предельные размеры и припуски.



Табл. 3 Расчет припуска на механическую обработку

Технология	Элементы	2Zmin мкм	Расчетный размер	Допуск мкм	Пред. размер	Пред. припуск
	Rz+Т					dmin мкм	dmax мкм	2Zmin мкм	2Zmах мкм
Заготовка
Точение черновое
Точение чистовое
Итого

Расчет минимальных значений припусков производим пользуясь основной формулой

2Z_min = 2(Rz_i-1 + T_i-1 + с_i-1)

где Rz - высота микронеровностей,

Т - глубина дефектного слоя,

с - пространственные отклонения,

i-l - предшествующий переход.

Минимальные припуски по технологическим переходам определяются по выше приведенной зависимости:

- под черновое точение

2Z_min1 =2(150+250+1820) = 2 ·2220мкм;

- под чистовое точение

2Z_min2= 2(50 +50+109) = 2 2097 мкм,

Данные заносятся в соответствующую графу таблицы (табл.7).

Графа «Расчетный размер» заполняется начиная с конечного размера последовательным прибавлением расчетного минимального припуска каждого технологического перехода. Расчетные данные заносим в таблицу.

В графе «Предельный размер» наибольшие значения получаются расчетным путем. При этом полученные значения размеров округляются до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные значения размеров определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов.

Предельные значения припусков определяются как разность предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов технологического процессов.

Общие припуски Zo_mm и Zo_max рассчитываются суммированием промежуточных припусков и записываются их значения в соответствующую графу.

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски назначаем по ГОСТ 1412-85.

1.4 Технологический процесс механической обработки изделия

1.4.1 Варианты структуры технологического маршрута

Технологический маршрут представляется в виде последовательности обработки поверхностей по операциям.

Вариант 1

005. Заготовительная (штамповочная).

010. Токарно-программная. Оборудование 16К20Ф3.

[6 - 7]>1 - 2 - 3 - 4(точить последовательно) - 9(сверлить, зенкеровать 2 раза, развернуть последовательно)

015. Токарно-программная. Оборудование 16К20Ф3.

[1 - 9]>7 - 6 - 5 (точить последовательно) - 7(точить)

020. Прошивочная. Оборудование Пресс 100/80.

[1 - 9]>11 (прошить шпоночный паз)

025. Сверлильная. Оборудование 2М118.

[7 - 9]>10 (сверлить 4 отв.последовательно)

030. Контрольная.



Вариант 2

005. Заготовительная (штамповочная).

010. Токарно-револьверная. Оборудование 1Н325.

[6 - 7]>1 - 4 (подрезать торцы одновременно)- 9 и 3 (сверлить и точить одновременно) - 2 и 9 (точить и зенкеровать одновременно) -9 (зенкеровать) - 9 (развернуть)

015. Токарная. Оборудование 16К20.

[1 - 9]>7 (подрезать) - 6 - 5 (точить последовательно) - 8 (точить) - 7 (подрезать)

020. Прошивочная. Оборудование Пресс 100/80.

[1 - 9]>11 (прошить шпоночный паз)

025. Сверлильная. Оборудование 2М118.

[7 - 9]>10 (сверлить 4 отв.последовательно)

030. Контрольная.

1.4.2 Логическая оценка вариантов технологического маршрута

Логическая оценка вариантов технологического маршрута приведена в таблице 8.

Табл.4 Оценка вариантов технология изготовления полумуфты

№варианта ТП

Признаки логической оценки

Общая оценка ТП

Заготовка

Станки

Приспособление

Реж. инструмент

Мерит. инструмент

Операция

Метод получения

Расположение припуска

Надежность

Автоматизация

Расположение

Транспортная система

Стандартизация

Удобство закрепления

Быстродействие

Надежность

Стандартизация

Надежность

Автоматизация

Надежность

Стандартизация

Надежность

Совмещ. рабочих ходов

Совмещ.вспом. времени

1

2

Таким образом, при выборе варианта технологического маршрута, отдаем предпочтение второму варианту.

1.4.3 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания провожу для первых двух технологических переходов (подрезания торцов и зенкерования) на первой операции механической обработки полумуфты.

Операция 010. Токарно - револьверная. Оборудование -1Н325.

Переход 1. Подрезать 2 торца 1 и 4 одновременно. Инструмент - наладка из подрезных резцов Т5К10. Число рабочих ходов м = 1.

Глубина резания принимается равной припуску на механическую обработку t = 1,5 мм на каждый инструмент. Суммарная глубина резания равна t = 3,0 мм

Подача принимается равной S =0,8 мм/об 5, с.266.

Скорость резания определяется по зависимости

где С_v - коэф., учитывающий свойства обрабатываемого материала,

m, x, y - показатели степеней,

Т - стойкость инструмента,

S - подача на оборот,

K_v - поправочный коэффициент.

Значения коэффициента С_v и показатели степеней принимаю по таблицам 17 5, а период стойкости Т - по таблице 40 5.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

K_v = К_м К_п К_и,

где К_м - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_п - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К_и - коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Подставляя исходные данные в формулу, получим

Частота вращения шпинделя определится из зависимости

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспорту станка п = 250 об/мин.

Фактическая скорость резания равна

Основное время на обработку плоскости подсчитываем по зависимости

где l - длина обрабатываемой поверхности,

у₁, у₂ - величины врезания и перебега инструмента,

S_мин - минутная подача инструмента.

Основное время обработки основания корпуса равно

1.4.4 Выбор режимов резания

Переход 2. Сверлить отв. 9 и точить поверхность 3 одновременно.

Инструмент - наладка (сверло Р6М5 - резец Т5К10). Число рабочих ходов м = 1.

Глубина резания принимается по лимитирующему инструменту - сверлу из Р6М5 - t = D/2 = 8,0 мм.

Подача принимается равной S =0,28 мм/об 6, с.661.

Табличная скорость резания принимается из 6, с.661 равной V = 19 м/мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания K_v = К_м К_п К_и = 1.

Частота вращения шпинделя определится из зависимости

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспорту станка п = 385 об/мин.

Фактическая скорость резания равна

Основное время на обработку отверстий подсчитываем по зависимости

где l - длина обрабатываемой поверхности,

у₁, у₂ - величины врезания и перебега инструмента,

S_мин - минутная подача инструмента.

Основное время обработки основания корпуса равно

Переход 3. Зенкеровать отв.9 и точить фаску 2 одновременно.

Инструмент - наладка Р6М5.

Число рабочих ходов - 1.

Глубина резания принимается по регламентирующему инструменту - зенкеру, равной припуску на механическую обработку t = 1,5 мм.

Подача принимается равной Sо =0,5 мм/об.

Табличная скорость резания определяется по таблицам V = 26 м/мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания K_v = К_м К_п К_и = 1.

Частота вращения шпинделя при обработке отверстия и фаски определится из зависимости

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспорту станка п = 530 об/мин.

Фактическая скорость резания при обработке поверхностей 2 и 9 равна



.

Основное время обработки равно

Переход 4. Зенкеровать отв.9.

Инструмент - зенкер Р6М5.

Число рабочих ходов - 1.

Глубина резания принимается равной припуску на механическую обработку t = 1,0 мм.

Подача принимается равной Sо =0,35 мм/об.

Табличная скорость резания определяется по таблицам V = 26 м/мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания K_v = К_м К_п К_и = 1.

Частота вращения шпинделя при обработке отверстия и фаски определится из зависимости

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспорту станка п = 530 об/мин.

Фактическая скорость резания при обработке поверхности 9 равна

.

Основное время обработки равно

Переход 5. Развернуть отв.9.

Инструмент - развертка Р6М5.

Число рабочих ходов - 1.

Глубина резания принимается равной припуску на механическую обработку t = 0,25 мм.

Подача принимается равной Sо =0,6 мм/об.

Табличная скорость резания определяется по таблицам V = 9 м/мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания K_v = К_м К_п К_и = 1.

Частота вращения шпинделя при обработке отверстия и фаски определится из зависимости

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспорту станка п = 188 об/мин.

Фактическая скорость резания при обработке поверхности 9 равна

.

Основное время обработки равно

На остальные операции режимы резания также определены по справочнику [6] по известной методике и представлены таблицей 9.

1.5 Нормирование технологического процесса

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производств устанавливаются расчетно - аналитическим методом.

Норма штучного времени Тшт:

Тшт = То+Тв+Тоб+Тот

где То -- основное время, мин; Тв -- вспомогательное время, мин.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы: Тв = Ту.с+Тзо+Т-уп+Тиз; Тус--время на установку и снятие детали, мин; Тзо--время на закрепление и открепление детали, мин; Туп -- время на приемы управления, мин; Тиз -- время на измерение детали, мин; Тоб--время на обслуживание рабочего места, мин. Время на обслуживание рабочего места Тоб в массовом производстве и при шлифовании в серийном производстве слагается из времени на организационное обслуживание Торг и времени на техническое обслуживание рабочего места: Тоб = Ттех+Торг; Тот--время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

В примере приводится нормирование только первой операции механической обработки.

Основное время То вычисляется по формулам, приведенным в разделе расчета и выбора режимам резания. Расчетные данные приводятся ниже.

Табл.5 Технологический процесс изготовления полумуфты

Операция, переход	Станок	Глубина рез. t, мм	Подача S, мм/об	Скорость таблич. Vт м/мин	Частота расчет. nр, об/мин	Частота действит. nр, об/м	Скорость действит. Vт м/мин	Время, мин
								Основное То	Вспомог. Тв	Штучное Тшт
1
Операция 015. Токарная
Подрезать торец 7
Точить поверхность 6
Снять фаску 5
Расточить поверхность 8
Подрезать торец 7
Операция 020. Прошивочная
Прошить шпоночный паз 11
Операция 025. Сверлильная
Сверлить 4 отв.10 последовательно

Операции 010. Токарно - револьверная. Оборудование - 1Н325.

Переход 1. То= 0,22 мин. Переход 2. То= 0,59. Переход 3. То= 0,22 мин. Переход 4. То= 0,3 мин. Переход 5. То= 0,51 мин.

То = 0,22 + 0,59 + 0,22 + 0,3 + 0,51 = 1,84 мин.

Вспомогательное время по операции переходам приведено в таблице 10.

Дополнительные времена составляют в сумме 15% от оперативного времени. Тогда штучное время можно определить по формуле

Тшт = То+Тв+15%(То+Тв)=1,15(То+Тв).

Штучное время на операцию 010 равно:

Тшт = 1,15(То+Тв)=1,15(1,84 +3,51)=6,15 мин

Табл.6 Расчет вспомогательного времени

№ операции	Вспомогательное время на приемы, мин	Вспомогательное время
	Установка	Перемещение раб. органов	Управление станком	Смена инструмента	Измерение	Ускор. перемещение
010.
1переход
2переход
3переход
4переход
5переход

торец зенкерование механической полумуфта



Заключение

Применение в работе перспективных технологий позволило достичь поставленной цели. Использование в процессе изготовления деталей типа втулок (полумуфты) токарно - револьверного станка предполагает обязательного использования метода автоматического получения размера на предварительно настроенных станках.

Выполнение курсового проекта позволило сделать следующие выводы.

1. Проведенный анализ исходной информации и технологичности конструкции полумуфты позволил определить структуру технологического процесса с соблюдением основных правил - соблюдения единства и постоянства технологических баз.

2. Разработаны несколько вариантов структур технологического процесса. Логическая оценка вариантов позволила выбрать перспективный.

3. Расчет режимов резания на первой чистовой операции позволил назначить оптимальные по стойкости инструмента режимы на первом переходе.

4. Разработана быстродействующая оснастка на первую операцию механической обработки, что позволило значительно уменьшить вспомогательной время при незначительных затратах производства.

Размещено на Allbest.ru