Аналіз технологічної операції виготовлення деталі "болт шатунний"

На якість свердла впливають його геометричні параметри. Змінюючи будь-які з них можна поліпшити одні якості свердла, але в той же час погіршити інші. Необхідно визначити критерій, що відображає якість інструменту на всіх етапах його виробництва. За такий параметр приймають якість поверхневого шару інструменту. У процесі експлуатації якість інструменту залишається найвищим при наявності оптимальної температури різання. Знаючи зміни температури від геометричних параметрів інструменту і його експлуатації, можна вдосконалювати конструкцію інструменту.

Рисунок 7.1- Геометрія свердла

Для визначення впливу елементів свердла на температуру треба знати не середнє значення температури, а характер розподілу її уздовж кромки. Для розрахунку температури в будь-якій частині тіла в кожен момент часу необхідно вирішувати диференціальне рівняння теплопровідності конкретних крайових умовах, при цьому доцільна схематизація процесу, приймаючи наступні припущення: основне тепловиділення надходить від джерел, розташованих на ріжучих лезах; фактична потужність джерел визначається сумарним тепловиділенням від деформації металу і тертя стружки по передній поверхні; ріжуча частина свердла в зоні різання є нескінченний клин, що рухається по напівпростору; значення коефіцієнтів теплопровідності і температуропровідності не залежать від температури різання.

Задамо такі вихідні дані: Кут при вершині 2 = 120; кут нахилу гвинтової канавки = 30; кут нахилу поперечної кромки 55; Діаметр серцевини 2а = 0,15D.

Для визначення зміни величини головної складової сили різання, нам необхідно знати зміну переднього кута уздовж кромки інструменту. Передній кут у даній точці х в нормальному перетині до ріжучій кромки, визначається за формулою, виведеною П.Р. Родіним [12, с]:

,

причому:

де - відстань від осі свердла до дотичної к проекції ріжучої кромки на площину, перпендикулярну до осі свердла;

- кут між радіусом кола, на якій лежить дана точка х, і проекцією ріжучої кромки на площину, перпендикулярну до осі свердла;

-кут нахилу гвинтовий утворює поверхні канавки, що проходить через точку x

,

де R - зовнішній радіус свердла

- кут нахилу гвинтовий канавки свердла (віднесений до зовнішнього діаметру)

Всі отримані значення запишемо у таблиці 6.1

Таблиця 7.1 - Значення переднього кута

Для визначення швидкості різання скористаємося наступною формулою [5, c.276]:

де D-діаметр фрези, мм

T-період стійкості свердла, хв

S-подача, мм/об

Значення коефіцієнтів і показників степеня вибираємо по джерелу [7, с. 276].

Період стійкості і подача по таблиці 30 і таблиці 25 відповідно Т = 45 хв; D = 20 мм; kv = 1; Cv = 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2;

Швидкість різання дорівнює:

,

Число оборотів свердла буде дорівнювати відповідно:

.

Так як швидкість різання уздовж кромки буде змінюватися, то в будь-якій точці ріжучої кромки свердла, швидкість різання визначимо за формулою:

де n - число оборотів свердла, об/хв;

D -діаметр свердла, мм

Для визначення температури на ріжучих крайках свердла, спочатку визначимо інтенсивність тепловиділення. Особливістю процесу свердління є неоднакове тепловиділення в різних точках кожної з ріжучих кромок інструменту. На будь-якій ділянці ріжучої кромки, в одиницю часу виділяється:

де v - швидкість різання в м/хв;

Pz - тангенціальна складова сили різання в кН.

Розрахунок температури зробимо за наступною формулою [12, c.166]:

де - тепловиділення, кал/с;

- коеф-нт температуропровідності (w=0.08см2/с)

- коеф-нт теплопровідності (0.096 кал/см*сек*град)

- ширина зрізу, мм

- швидкість різання, м/хв

- ширина зрізаного шару, мм

- довжина контактної майданчики, мм

Результати розрахунку наведено в таблиці 7.2

Таблиця 7.2 - Значення температури вздовж ріжучої кромки свердла

Рисунок 7.2 - Графік зміни температури вздовж ріжучої кромки

За отриманими даними побудуємо графік зміни температури ріжучої кромки свердла (малюнок 7.2). Максимальне нагрівання відзначене на відстані 0,8 - 0,9 діаметра свердла від його осі. Потім темп зростання температури знижується. Температура найбільш віддаленої від осі точки контакту, як правило нижче максимальної. Такий розподіл температури вздовж ріжучої кромки є результатом спільного впливу підведення тепла до даної точки від контакту інструменту з деталлю і відведення його в масу деталі.

В перетинах, розташованих близько до осі, темп зниження температури у міру віддалення точок від леза свердла помітно падає, що пояснюється несприятливими умовами утворення стружки в області поперечної кромки, що викликає додаткове тертя при заповненні стружкової канавки у міру віддалення від ріжучої кромки.

Температура на поперечній кромці становить 60 - 80% від максимального значення. Зі збільшенням подачі S, а особливо зі збільшенням швидкості V, темп наростання температури на периферійних ділянках виявляється вищим, ніж у поперечній кромці, тут позначається вплив тепловідведення в серцевину свердла.

Висновки

В ході виконання курсової роботи був виконаний наступний обсяг робіт:

При аналізі службового призначення були відображені основні технічні характеристики і призначення машини. Що стосується самого "Болта шатунного", то був проведений аналіз всіх його поверхонь, а також функцій, виконуваних ними.

При аналізі технічних вимог були описані властивості сталі 40ХН2МА-Ш, а також були проаналізували вимоги, пропоновані для виготовленні деталі конструктором, їх відповідність загальноприйнятим стандартом.

Був визначений тип виробництва - дрібносерійний - і визначена періодичність запуску n = 183 шт.

У якості заготовки була прийнята поковка.

Під час виконання роботи була проаналізована механічна операція виготовлення деталі - 045 вертикально-фрезерна з ЧПК.

Список літератури

1. Методичні вказівки до курсового проекту для студентів, що навчаються за освітньо-кваліфікаційним рівнем «Бакалавр» за напрямом 0902 «Інженерна механіка» усіх форм навчання / Укладачі Євтухов, Захарків. - Суми: Вид-во СумДУ 2000 23 с.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.-4-е изд., перераб. И доп.- Мн.:Выш. Школа, 1983. - 256 с.

3. Маталин А.А. Технология машиностроения. - Л.: Машиностроение, 1985.-534 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с.

5. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Панов. - М.: Машиностроение, 1980. - 527 с.

6. Общестроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного времени для технического нормирования станочных работ: Серийное производство. - М.: Машиностроение, 1974. - 421 с.

7. Точность и производственный контроль в машиностроении: Справочник / Под ред. А.К. Кутая, Б.М. Сорочкина. - Л.: Машиностроение, 1983.- 368 с.

8. Сорочкин Б.М. и др. Средства для линейных измерений. -Л.: Машиностроение, 1978. - 264 с.

9. Городецкий Ю.Г. Конструкция, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов.-М.: Машиностроение, 1971.-367 с.

10. Металлорежущие станки: Каталоги-справочники. - М.: НИИМАШ, 1965-1972.-461 с.

11. Методические указания по оформлению документации в курсовых и дипломных проектах по курсам: "Технология машиностроения", "Основы технологии производства электрофизических приборов" для студентов специальностей 12.01, 20.06.02 всех форм обучения. / Сост. А:А: Ягуткин, А.Б. Руденко. - Сумы: ЗФТИ, 1994.-Ч.1.

12. Методические указания к практическим занятиям "Анализ ;лужебного назначения машины и детали" по курсу «Технология Машиностроения» для студентов специальности 0501 дневной и вечерей форм обучения/Сост. О.А. Топоров. - Харьков: ХПИ, 1987. - 16 с.

13. ГОСТ 3.1105-84. Правила оформления документов общего назначения.

14. ГОСТ 7829-70. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Технические требования.

15. ГОСТ 3.1105-84. Правила оформления документов общего назначения.

Размещено на Allbest.ru