Введение. 1 А. Королев. К вопросу расчета предварительно напряженных клетей

1 А. Королев. К вопросу расчета предварительно напряженных клетей. «Сталь», 1962.

2 А. Сапожников. Предварительно напряженные клети для прокатки сортового металла с повышенной точностью. НИИ ИНФОРМТЯЖМАШ, 1968.

3 А. Чекмарев, Г. Побегайло. Точная прокатка сортовых профилей. «Металлургия», 1968.

4 И.Приходько. Предварительно напряженные клети прокатных станов.

5 И. Мериин Прокатка с применением устройства предварительного нагружения валков. Сообщение 1. – Сб. «Исследование процессов обработки металлов давлением», вып.3, ТР. ИМИ, 1969.

6 И. Мериин Прокатка с применением устройства предварительного нагружения валков. Сообщение 2. – Сб. «Исследование процессов обработки металлов давлением», вып.3, ТР. ИМИ, 1969.

7 Р. Вудкок. Жесткость прокатных клетей.

8 В. Выдрин. Точная прокатка сортового металла.

 

Содержание

 

Стр.

Введение..........................................................................................................................

1.Общетехническая часть.........................................................................................

1.1. Назначение изделия, описание его конструкции. Технические

требования к изготовлению изделия…………………………………….. 1.2. Анализ технологичности изделия....................................................................

1.3. Материал изделия, его состав и свойства.Режимы термообработки……

1.4 Определение массы изделия………………………………………………..

1.5 Определение типа производства и партии запуска……………………….

2. Технологическая часть…………………………………………………………

2.1 Выбор метода получения заготовки и его технико-экономическое

обоснование……………………………………………………….......................

2.2 Назначение технологических схем обработки поверхностей……………

2.3 Проектирование технологического процесса……………………………..

2.3.1 Проектирование маршрута обработки изделия…………………….

Выбор технологического оборудованияи его технические

характеристики…………………………………………………………………

2.3.3 Выбор технологических баз…………………………………………...

2.3.4 Выбор технологической оснастки, режущего инструмента и

контрольно-измерительных средств……………………………………….

Расчет припусков межоперационных размеров………………………….

2.4.1 Аналитический метод………………………………………………………

2.4.2 Табличный метод……………………………………………………..

2.5 Расчет режимов резания и основного времени…………………………..

2.6 Расчет норм времени………………………………………………………

Список используемой литературы………………………………………………

 

Введение

 

 

Экономическое развитие страны определяется состоянием и уровнем промышленности, в том числе и машиностроения одной из ведущих отраслей. Темпы роста машиностроения должны быть выше, чем промышленности в целом.

Основными технологическими направлениями развития машиностроения являются:

- приближение формы заготовки к форме готового изделия за счет применения специального профильного проката, методов пластической деформации и порошковой металлургии;

- автоматизация технологических процессов, применение автоматических загрузочных устройств, станов с ЧПУ и робототехнических комплексов, применение высокоэффективной и групповой технологии;

- внедрение новейших методов термической и химико-термической обработки, расширение области применения электрофизических и электрохимических методов обработки, внедрение энерго- и металлосберегающих технологий.

Реализация перечисленных направлений развития машиностроения требует совершенствования существующих технологий. Заданием на курсовое проектирование предусматривается разработка технологического процесса изготовления ступенчатого вала, который является одной из составляющих деталей в редукторах и коробках передач. Поэтому тема курсового проекта актуальна. Применение во вновь спроектированном технологическом процесс более прогрессивных станков, приспособлений и инструмента позволит уменьшить трудоемкость и себестоимость изготовления деталей класса «ступенчатые валы».

1. Общетехническая часть.

1.1. Назначение изделия, описание его конструкции. Технические требования к изготовлению изделия.

 

Фланец является составной частью электромагнитной фрикционной муфты, которая используется в коробках скоростей металлорежущих станков и в редукторах. Фланец представляет собой тело вращения, в котором имеется несколько цилиндрических отверстий различного диаметра. Составные элементы фланца представлены на рис.1.1, а анализ его конструкции в таблице 1.1.

 

 

 

Рис. 1.1 Эскиз детали

Таблица 1.1. Анализ конструкции фланца

№ поверх.	Наименование поверхности, размер	Точность размера	Шероховатость поверх., Ra, мкм	Назначение поверх.
	Наружная цилиндрическая поверхность, D = 250	h 14	3.2	свободная
	Наружная цилиндрическая поверхность, D = 122		0.8	вспомогат. конструкт. база
	Наружная цилиндрическая поверхность, D = 119	h 12	3,2	свободная
	Наружная цилиндрическая поверхность, D = 110		3.2	вспомогат. конструкт. база
	Отверстие (4), d = 21	Н 14	3.2	вспомогат. конструкт. база
	Отверстие, d = 170 мм		0.8	основная конструкт. база
	Отверстие, d = 92 мм	Н 9	3.2	вспомогат. конструкт. база
	Отверстие, d = 95 мм		3.2	свободная
	Отверстие, d = 90 мм	Н 9	3.2	свободная
	Фаска 4 ´ 45°	-	3.2	свободная
	Фаска 2 ´ 45°	-	3.2	свободная
12-16	Торцы ℓ = 105 мм		12 – 3.2	вспомогат. конструкт. база
16 – 3.2
13-14	Торцы ℓ = 15 мм		13 – 1.6	вспомогат. конструкт. база
14 – 3.2
13-15	Торцы ℓ = 45 мм		13 – 1.6	вспомогат. конструкт. база
15 – 3.2
13-16	Торцы ℓ = 89 мм		13 – 1.6	Свободная
16 – 3.2
12-17	Торцы ℓ = 52 мм		12 – 3.2	основная конструкт. база
17 – 3.2

 

Как видно из рис. 1.1 и табл. 1.1, фланец представляет собой совокупность цилиндрических поверхностей наибольшей из которых является наружная поверхность Æ102. Поверхности по номерами 2 и 6 предназначены для размещения на фланце подшипников, они имеют жесткий допуск на размеры и на шероховатость. Самая точная поверхность – 4, поэтому в дальнейшем эту поверхность можно использовать в комплекте единых технологических баз.

Технические требования

1. Материал изделия сталь 45 ГОСТ 1050-74.

2. Допуск перпендикулярности осей поверхностей А, Б и В относительно поверхности Д – 0,02 мм.

3. Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, h14, .

На основе анализа технических требований можно сделать вывод, что наиболее ответственной поверхностью на фланце является поверхность Æ 90, которая является основной конструкторской, измерительной и технологической базой для других элементов фланца.

1.2. Анализ технологичности изделия.

 

Технологичность изделия, определяющая трудоемкость его изготовления, оценивается по качественным показателям на основе анализа рабочего чертежа и техниче­ских требований.

По своей конструкции фланец относится к деталям типа «ступенчатые валы»; с точки зрения рационального метода получения заготовки деталей типа «ступенчатые валы» с большим перепадом диаметров не доста­точно технологичны, так как при применении проката в качестве заготовки значительная часть металла будет уходить в стружку, а получение отверстий методом горячей штам­повки в условиях серийного производства экономически не целесообразно, так как тре­буется применение дорогостоящих штампов и оборудования.

Показатели точности и шероховатости находятся в экономических пределах (6 - 7 квалитет точности и шероховатость Rа = 0,8 мкм); не требуется применения тонкого шлифования или доводки.

Возможно применение на основных операциях стандартного режущего, ме­рительного инструмента и оснастки.

Для реализации принципа постоянства баз необходимо использование специальных оправок, что удорожает себестоимость изготовления фланца.

Возможно применение типовых схем обработки для большинства поверхно­стей.

Отсутствуют труднодоступные для обработки поверхности; за исключением канавок глубиной 3 мм, которые можно обработать только специальными канавочными резцами. Также к сложностям можно отнести шлифование отверстия диаметром 90 мм для получения шероховатости Ra = 0,8 мкм.

Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что фланец в целом является достаточно технологичным изделием.

1.3. Материал изделия, его состав и свойства.

Режимы термообработки

 

Данное изделие изготовляется из стали 45 ГОСТ 1050-74. Сталь 45 относится к группе конструкционных качественных углеродистых сталей и широко применяется в различных отраслях машиностроения для производства деталей машин.

Таблица 1.3. Химический состав и механические свойства стали

 

С, %	Si, %	Cr,%	Mn, %	HB	σв
Мпа	ки / мм2
0,42-0,5	0,17-0,37	до 0,25	0,5-0,8

 

Таблица 1.4 Режимы термообработки

 

Температура закалки, 0С	Температура отпуска, 0С	Твердость после отпуска, не более HRCЭ
830…860	160…180	37…42

 

1.4 Определение массы изделия

 

Для определения массы фланца разобьем его на ряд простейших элементов.

 

Рис. 1.2. Определение массы фланца.

 

Расчетная масса изделия ориентировочно определяется по формуле:

Мизд = Vобщ×ρ, кг (1.1)

где Vобщ - общий объем изделия, определенный расчетным путем, мм³;

ρ - плотность материала изделия (фланца), кг/мм³; ρ =7,85×10^-6кг/ мм³ для стали 45.

Общий объем изделия равен:

Vобщ = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 – 4 · V6 – V7 – V8 – V9

Масса фланца М_изд = 199135 ∙ 7,85 ∙ 10^-6 = 1,51 кг.

1.5 Определение типа производства

и партии запуска

 

Для определения типа производства используем заданный годовой объем выпуска фланцев и массу изделия.

По заданию годовой объем выпуска фланцев составляет 50000 шт.; масса фланца 9,5 кг.

Используя эти данные, устанавливаем тип производства - крупносерийное [1, с. 24, табл. 3.1].

Крупносерийное производство характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимися партиями. Продукцией данного типа производства являются машины установившегося типа (металлорежущие станки, насосы, авиационные двигатели и т.п.), выпускаемые в значительных количествах.

В крупносерийном производстве оборудование рекомендуют располагать по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым технологическим процессом. Обработку заготовок выполняют на предварительно настроенных станках, в пределах технологических возможностей которых допустима переналадка для выполнения иных операций. Применяют специальные, специализированные и универсальные средства технологического оснащения (оборудование, инструмент и т.д.). Размер производственной партии в крупносерийном производстве обычно составляет несколько сотен деталей.

Количество изделий в партии для одновременного запуска определяем по формуле:

[2,с.22] (1.2)

где N - годовой объем выпуска изделий, шт.

а - число дней, на которое необходимо иметь запас изделий,

F - число рабочих дней в году.

В нашем случае: N = 50000 шт., F = 250 дней, а = 10 дней.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор метода получения заготовки

и его технико-экономическое обоснование

 

Выбор способа получения заготовки зависит от конструктивных форм и размеров готовой детали, марки материала, объема выпуска изделий и типа производства. При решении этого вопроса необходимо стремиться к максимальному приближению конфигурации заготовки к конфигурации готовой детали, т.е. снижению отходов, но при этом необходимо учитывать и себестоимость получения заготовки, особенно в условиях серийного производства.

Для изготовления фланцев может применяться прокат горячекатаный по ГОСТ 8732-70 и поковка. Так как в конструкции фланца имеются большие перепады диаметров наружных цилиндрических поверхностей от 250 мм до 119 мм (пов. 1 и 4, рис. 1.1), то использование проката в качестве заготовки является нерациональным, но и применение поковки или штамповки в условиях серийного производства может быть экономически нецелесообразным.

Рисунок 2.1 Заготовка из проката

Поэтому окончательное решение по выбору метода получения заготовки детали после технико-экономического сравнения двух вариантов [2, c. 31…40].

Объем заготовки из проката (см. рис. 2.1):

Тогда

Масса заготовки из проката М_ЗП = 970721 ∙ 7,85 ∙ 10^-6 = 7,62 кг.

Поковка (рис. 2.2) имеет следующие характеристики – степень сложности С1, точность изготовления поковки – класс I, группа стали – М1.

Рисунок 2.2 Заготовка - поковка

 

Припуски назначены по [1, прил. 12, стр. 148].

Объем заготовки из поковки

Масса фланца М_ЗШ = 431071 ∙ 7,85 ∙ 10^-6 = 3,38 кг.

Выбор метода получения заготовки детали произведем на основе технико-экономического сравнения двух вариантов.

Стоимость заготовки, получаемой из проката:

[2, c. 31] (2.1)

где q – масса изделия, кг;

Q - масса заготовки, кг;

C – базовая стоимость 1 т заготовок,