Харьков 2015

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Технологические основы машиностроения»

на тему: Проектирование технологического процесса изготовления

шкворня.

Выполнил: ст. гр. РПМ-41

Котелевская А.С.

Проверил:

Шеин В.С.

Харьков 2015

РЕФЕРАТ

Расчетно-пояснительная записка содержит 39 страниц, 5 рисунков, 3 таблицы, 3 приложения. В курсовом проекте приведены данные по расчету оптимальных параметров режимов резания, технических норм времени, расчеты элементов конструкции приспособления, расчет производственного участка.

ДЕТАЛЬ, МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ СТАНОК, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ УЧАСТОК.

СОДЕРЖАНИЕ

с.

Введение…………………………………………………………......................5

1.Назначение детали …………………………………………………………..6

2.Разроботка технологического процесса изготовления детали…………....7

2.1 Маршрут изготовления шкворня……..……………………………….7

2.2 Расчет припусков и допусков на размер………………………….....13

3.Расчет режимов резанья………………………………………………….....17

3.1 Расчет токарной операции……………………………………............17

3.2 Расчет токарной операции……….…………………………………..21

3.3 Расчет фрезерной операции…………………………………………..24

3.4 Расчет шлифовальной операции……………………………………..28

Список литературы……………………………………………………..........39

ВВЕДЕНИЕ

Технологии приборостроения – это область науки и техники, изучающая методы и средства получения опытным путём информации о величинах, характеризующих свойства и состояния объектов исследования и процессов и используемые для разработки измерительной техники – средств измерения (измерительные устройства и измерительные приборы), средств анализа, обработки и представления информации, устройств регулирования, автоматических и автоматизированных системы управления.

Особенности приборостроения:

– меньшие габариты деталей предполагают более высокую абсолютную точность изготовления, так для деталей машиностроения (по габаритам), точность по квалитетам 8-9 сост. 0.06-0.08 мм, то для средней детали в приборостроении 8-9 квалитеты сост. 0.02- 0.03 мм;

– повышенная точность формы детали (конусность, бочкообразность и т.д.);

– более высокие требования по взаимному расположению поверхностей и осей;

– широкое применение специального и специализированного оборудования, оснастки и инструментов;

– широкое применение неконтактных измерительных устройств;

– необходимость обеспечения не только геометрической, но и физической взаимозаменяемости.

Достижения вычислительной техники позволяют в приборостроении расширить арсенал методов и средств автоматизированного управления технологическим оборудованием, энергетическими установками, научными исследованиями. Приборостроением создаются разнообразные средства обработки данных, для непосредственного использования и передачи их дальнейшей машинной обработки.

1 НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ

Деталь – шкворень. Устанавливается в индикаторе часового типа.

Измерительный стержень 9 перемещается в точных направляющих гильзы и втулки. С корпусом 1 подвижно соединены ободок 4, связанный со шкалой 3, которые могут поворачиваться относительно корпуса головки и таким образом любое деление шкалы может быть совмещено с концом стрелки 6. В необходимом положении шкалу закрепляют винтом 2. Для определения целых оборотов основной стрелки имеется маленькая стрелка 5 со своим циферблатом. Измерительный стержень можно поднять вверх за головку 11. Крепление индикатора к приборам и измерительным устройствам может осуществляться уником 7 или гильзой 8. В конце измерительного стержня 9 ввинчен наконечник 10 с запрессованным в него шариком.

Рисунок 1.1–Общий вид детали

2РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

2.1 Маршрут изготовления шкворня

Для изготовления шкворня разработан технологический процесс, операции которого приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 – Технологический процесс изготовления шкворня

Продолжение таблицы 2.1

	Токарная Точить поверхность диаметром Æ 85мм на длине 79мм	Станок токарно-винторезный 16К20	Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-71 Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18879-73 Центр упорный ГОСТ 1425-62
	Токарная Точить фаску 2´ 45 на поверхности диаметром Æ 85мм	Станок токарно-винторезный 16К20	Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-71 Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18878-73 Центр упорный ГОСТ1425-62
	Токарная Точить поверхность диаметром Æ 75мм на длине 36мм	Станок токарно-винторезный 16К20	Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-71 Резец проходной Т15К6 ГОСТ18879-73 Центр упорный ГОСТ1425-62
	Токарная Точить фаску 1´ 45 на поверхности диаметром Æ 75мм	Станок токарно-винторезный 16К20	Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-71 Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18878-73 Центр упорный ГОСТ1425-62
	Токарная Точить поверхность диаметром Æ 70мм на длине 55мм	Станок токарно-винторезный 16К20	Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-71 Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18879-73 Центр упорный ГОСТ 1425-62
	Токарная Точить фаску 1´ 45 на поверхности диаметром Æ 70мм	Станок токарно-винторезный 16К20	Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-71 Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18878-73 Центр упорный ГОСТ 1425-62
	Токарная Точить поверхность диаметром Æ 60мм на длине 90мм	Станок токарно-винторезный 16К20	Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-71 Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18879-73 Центр упорный ГОСТ 1425-62

Продолжение таблицы 2.1

Продолжение таблицы 2.1

Продолжение таблицы 2.1

Продолжение таблицы 2.1

2.2 Расчет припусков и допусков на размер

Размер заготовки и припуски на механическую обработку определяется табличным методом. Припуск на механическую обработку шкворня определяем в соответствии с классом точности его изготовления, заготовка изготовлена по третьему классу точности. Расчетные значения припусков приведены в таблице 2.2

Наименование детали – шкворень.

Материал детали – сталь 40 ГОСТ 1050-88.

Элементарная поверхность для расчета припуска – мм.

Отклонение расположения поверхности ∆, мкм определяется по формуле:

, (2.2)

где - отклонение при консольном соединении;

- смещение оси в результате погрешности центрирования.

, (2.3)

где l = 163 мм – длина детали;

=1 мкм/мм – отклонение оси детали от прямолинейности.

мкм,

, (2.4)

где Т=1900 – допуск на диаметр размера пазы, использованной при центрировании

мкм

Тогда,

мкм.

О бработка заготовки производится установкой по наружному диаметру и торцу. По таблице определяем параметры заготовки подготавливаемой к обработке.

мкм,

мкм,

Расчет минимальных значений припусков выполняется по формуле:

, (2.5)

где - минимальный припуск на выполненный переход (“на сторону”);

- высота неровностей полученная на предшествующем переходе;

- высота дефективного слоя полученная на предшествующем переходе;

- пространственное отклонение в расположении обрабатываемой поверхности от предшествующей обработки

- погрешность установки при выполнении данного перехода.

Предельное значение припусков определяется как разность наибольших предельных размеров и - как разность наименьших предельных размеров по переходам:

мкм,

мкм,

мкм;

мкм,

мкм,

мкм.

Расчет d_Р начинаем с конечного размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

мм,

мм,

мм,

мм.

Проверка:

(2.6)

Условие выполняется.

Тогда диаметр заготовки будет равен:

, (2.7)

мм

3 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

3.1 Расчет токарной операции

Рисунок 3.1-Эскиз токарной операции

3.1.1 Материал заготовки конструкционная сталь марки 40 ГОСТ 1050-88

.

Станок токарно-винторезный 16К20.

Диаметр обрабатываемой поверхности 32 мм.

Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18878-73.

3.1.2 Расчет глубины резанья.

мм (3.1)

мм.

3.1.3 Выбираем подачу режущего инструмента S, мм/об

мм/об.

мм/об.

3.1.4 Период стойкости режущего инструмента (до 60 мин.).

Принимаем минут.

3.1.5 Расчет скорости резания V, м/мин.

(3.2)

где ;

.

Поправочный коэффициент на скорость резанья

, (3.3)

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий качество материал режущего инструмента.

, (3.4)

,

Принимаем

,

,

.

3.1.6. Определение частоты вращения шпинделя станка n,

, (3.5)

,

Корректируем расчетное значение частоты вращения шпинделя станка

по паспортным данным станка 16К20

3.1.7 Рассчитываем действительную скорость резанья

, (3.6)

,

.

3.1.8. Определим главную составляющую силы резанья , Н

(3.7)

где ;

.

, (3.8)

где - коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали

(3.9)

где ,

- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резанья при обработке стали.

, , .

,

.

Н.,

Н

3.1.9. Расчет мощности резанья.

, (3.10)

кВт,

кВт.

3.1.10. Определим мощность на шпинделе станка.

(3.11)

кВт

3.1.11. Проверка мощности станка для обеспечения процесса резанья

,

Процесс резания возможен.

3.1.12 Определим основное технологическое время Т₀, мин.

, (3.12),

где е =2 мм – величина врезания режущего инструмента;

l =163 мм – длина обрабатываемой поверхности;

i =4 – количество проходов режущим инструментом.

мин,

мин.

3.2 Расчет токарной операции

Рисунок 3.2-Эскиз токарной операции

3.2.1 Материал заготовки конструкционная сталь марки 40 ГОСТ 1050-88

.

Станок токарно-винторезный 16К20.

Диаметр обрабатываемой поверхности 25 мм.

Резец проходной Т15К6 ГОСТ 18878-73.

3.2.2 Расчет глубины резанья.

мм (3.1)

мм.

3.2.3 Выбираем подачу режущего инструмента S, мм/об

мм/об.

мм/об.

3.2.4 Период стойкости режущего инструмента (до 60 мин.).

Принимаем минут.

3.2.5 Расчет скорости резания V, м/мин.

(3.2)

где ;

.

Поправочный коэффициент на скорость резанья

, (3.3)

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий качество материал режущего инструмента.

, (3.4)

,

Принимаем

,

,

.

3.2.6. Определение частоты вращения шпинделя станка n,

, (3.5)

,

Корректируем расчетное значение частоты вращения шпинделя станка

по паспортным данным станка 16К20

3.2.7 Рассчитываем действительную скорость резанья

, (3.6)

,

.

3.2.8. Определим главную составляющую силы резанья , Н

(3.7)

где ;

.

, (3.8)

где - коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали

(3.9)

где ,

- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резанья при обработке стали.

, , .

,

.

Н.,

Н.

3.2.9. Расчет мощности резанья.

, (3.10)

кВт,

кВт.

3.2.10. Определим мощность на шпинделе станка.

(3.11)

кВт

3.2.11. Проверка мощности станка для обеспечения процесса резанья

,

Процесс резания возможен.

3.2.12 Определим основное технологическое время Т₀, мин.

, (3.12),

где е =2 мм – величина врезания режущего инструмента;

l =163 мм – длина обрабатываемой поверхности;

i =4 – количество проходов режущим инструментом.

мин,

мин.

3.3 Расчет фрезерной операции

Рисунок 3.3-Эскиз фрезерной операции

3.3.1 Материал заготовки конструкционная сталь марки 40 ГОСТ 1050-88

.

Инструмент – фреза шпоночная двухперая Р6М5 ГОСТ 9140-78, D_фр=50 мм, число зубьев Z=14.

Вертикально-фрезерный консольный станок 6Р11, N_д=5, 5кВт, η =0, 8.

3.3.2 Определяем глубину t и ширину B фрезерования.

мм

мм

B = 40 мм

3.3.3 Определяем подачу на зуб фрезы S_z, мм/зуб.

3.3.4 Устанавливаем период стойкости фрезы Т, мин.

3.3.5 Расчет скорости резанья при фрезеровании V, м/мин.

, (3.21)

где,

.

3.3.6 Рассчитаем частоту вращения шпинделя станка n, мин^-1.

(3.22)

,

.

Корректируем расчетную частоту вращения шпинделя станка по паспортным данным. Принимаем

3.3.7 Расчет действительной скорости резанья V_ф, м/мин.

(3.23)

,

.

3.3.8 Определяем силу резания P_z, Н

(3.24)

где,

k_mv - поправочный коэффициент на силу резания.

Где, ;

,

Тогда,

Н.,

Н.

3.3.9 Определим крутящий момент М_кр, Нм

, (3.25)

Нм,

Hм.

3.3.10 Расчет мощности резания при фрезеровании N_p, кВт

(3.26)

кВт.,

кВт.

3.3.10 Проверяем, достаточно ли мощности станка для данной операции

Процесс резанья возможен.

3.1.11 Определим основное технологическое время Т₀, мин.

, (3.27)

L – общая длина фрезерования

мм,

,

,

S_м – минутная подача фрезы

, (3.28)

мм/мин,

мм/мин.

Тогда,

мин,

мин.

3.4 Расчет шлифовальной операции

Рисунок 3.4-Эскиз шлифовальной операции

3.4.1 Материал заготовки конструкционная сталь марки 12ХНЗА,

.

Шероховатость поверхности .

Станок круглошлифовальный 3М 153,

N_д=7, 5 кВт, η =0, 8.

Шлифовальный круг ПП 600х80х305 2А 50-М28 С2 КПГ 35м/с А1кл

ГОСТ 2424-83.

3.4.2 Определим скорость вращательного движения детали V_з, м/мин

V_з = 15 – 55 м/мин

Принимаем .

3.4.3 Определим глубину шлифования t, мм.

мм

Принимаем t = 0, 010мм

3.4.4 Определим продольную подачу шлифовального круга S, мм.

, (3.29)

мм.

3.4. 5 Определим эффективную мощность при шлифовании N, кВт.

, (3.30)

где,

Тогда,

3.4.6 Определяем частоту вращения детали n, мин^-1.

, (3.31)

мин^-1.

Корректируем расчетную частоту вращения детали по паспортным данным станка. Принимаем n_д = 255 мин^-1.

3.4.5 Проверяем, достаточна ли мощности станка для данного процесса шлифования

Процесс шлифования возможен

3.1.13 Определим основное технологическое время Т₀, мин.

, (3.32)

где L = 163 мм – длина обрабатываемой поверхности;

i = 1 мм – число проходов;

k = 6 мм – коэффициент учитывающий точность шлифования;

мин.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник технолога-машиностроителя./Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М: Машиностроение, 1985. – Т.2- 496 с.

2. Методические указание к курсовому проекту по дисциплине «Технологические основы машиностроения». /Под ред. М.А. Подрыгало. – Харьков: Издательство ХНАДУ, 2002. - 36 с.

3. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов.– М: Высшая школа, 1969. - 480 с.

4. Назаров А.И. Проектирование и расчет приспособлений.- Харьков: Издательство ХНАДУ, 2006. – 496с.

5. Ансеров М.А. Приспособления металлорежущих станков.-Л.Машиностроение, 1975.-656с.