Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пермский Государственный Технический Университет
Расчётно-пояснительная записка
к курсовому проекту по ТМС
Введение
Технологическая часть
1 Служебное назначение и конструкторско-технологическая характеристика детали
1.1 Служебное назначение детали
1.2 Условия работы
1.3 Назначение поверхностей
1.4 Вывод о важности конструкции детали
1.5 Химический состав и механические свойства заготовки
1.6 Технологический контроль чертежа детали
1.7 Технологический анализ конструкции детали
1.8 Определение показателей технологичности
2. Определение типа производства
3. Технико-экономическое обоснование способа получения исходной заготовки
4. Анализ существующего технологического процесса и предлагаемые варианты его изменения
5. Расчет припусков
5.1 Расчет припусков на обработку шейки вала (пов. 15)
5.2 Расчет припусков на обработку шейки вала (пов. 13)
6. Расчет режимов резания
7. Техническое нормирование
7.1 Расчет нормы времени на операцию 010 (токарная)
7.2 Расчет нормы времени на операцию 025 (фрезерная)
8. Размерный анализ ТП
Конструкторская часть
1. Проектирование и расчет конструкции станочного приспособления
2. Проектирование и расчет контрольного приспособления
3. Описание конструкции режущего инструмента
Исследовательская часть
Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов. Ведущее место в дальнейшем росте экономики страны принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства. В настоящее время в связи с развитием электроники создается и широко вводится в промышленность автоматическое оборудование с системой числового программного управления. Создаются новые высокопроизводительные и высокоточные машины, основанные на достижениях науки. Это оборудование позволяет производить продукцию высокого качества при ее низкой себестоимости. Разработка новых синтетических сверхтвердых инструментальных материалов позволило расширить не только диапазон режимов резания, но и спектр обрабатываемых материалов.
В настоящее время в машиностроении на первое место стали выходить такие понятия, как производительность и себестоимость. На решение этих главных задач направленно применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхности деталей машин, повышение полноты использования минерального сырья и увеличение извлечения из него полезных составляющих, сокращение отходов и потерь металлоконструкций за счёт замены технологических процессов, основанных на резании металла на экономичные методы формообразования.
На сегодняшний день перед технологами-машиностроителями стоят задачи дальнейшего повышения качества машин, снижение трудоемкости, себестоимости и материалоемкости их изготовления, механизация и автоматизация производства, а также сокращение сроков подготовки производства новых объектов. Технический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствовании технологии их сборки. Важно качественно, дешево и в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив высокопроизводительное оборудование, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависит надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин.
Целью данного курсового проекта является разработка оптимального технологического процесса изготовления детали.
Технологическая часть
1. Служебное назначение и конструкторско-технологическая характеристика детали
1.1 Служебное назначение детали
Деталь типа шатун является звеном шатунно-кривошипного механизма плунжерного насоса, который предназначен для откачки нефти. Шатун предназначен для передачи силы от поршня и преобразования его возвратно – поступательного во вращательное движение коленчатого вала двигателя.
1.2 Условия работы
При работе шатуны подвержены действию значительных знакопеременных рабочих нагрузок и сил инерции. Для этого шатун должен обладать достаточной прочностью и жесткостью при наименьшей возможной массе.
1.3 Назначение поверхностей
В поверхность 1 вставляется вкладыш (фиксируется штифтом – поверхность 3) и посредством соединения с деталью «крейскопф» соединяется с поршнем. Поверхность 2 соединяется с коленчатым валом и фиксируются штифтами (отверстия 4).
1.4 Вывод о важности конструкции детали
Все элементы имеют определенные функции и отказ от каких-либо элементов недопустим, т. к. это приводит к ухудшению или даже к полной потере работоспособности механизма.
1.5 Химический состав и механические свойства заготовки
| C | Si | Mn | S | P |
| не более | ||||
| 0,32–0,40 | 0,20–0,52 | 0,45–0,90 | 0,050 | 0,050 |
Таблица 1.2 Механические свойства стали 38Л
| σ0,2, Н/мм2 | σВ, Н/мм2 | σ, Н/мм2 | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | НВ |
| Не менее | |||||
| 275 | 491 | 15 | 25 | 34 | 150 |
Материал сталь 35Л подходит для требуемых условий работы.
1.6 Технический контроль чертежа детали
1) На чертеже нанесены все размеры и классы шероховатости, необходимые для изготовления детали;
2) Дополнительных операций для получения указанных на чертеже шероховатостей поверхностей не потребуется;
3) Допускаемые отклонения от правильных геометрических форм связаны со служебным назначением детали;
4) Допускаемые пространственные отклонения технологических трудностей не вызывают;
5) Все необходимые для изготовления детали проекции, размеры и сечения приведены на чертеже детали;
6) Чертеж также содержит сведения о массе детали и заготовки, о материале детали;
1.7 Технологический анализ конструкции детали
1) На основании изучения условий работы шатуна, а также его конструкции не целесообразно применять сварную или армированную заготовку. Назначение детали не позволяет упростить деталь, заменить материал на более дешевый или легкообрабатываемый;
2) Конструкция шатуна позволяет применить высокопроизводительные методы обработки, в частности применение станков с ЧПУ;
3) Шатун имеет труднодоступное для обработки отверстие для фиксации вкладыша, т.е. необходимо дополнительное приспособление для обработки;
4) При обработке большинства размеров возможно совмещение конструкторской и измерительной базы;
5) К детали предъявлены высокие требования по точности и шероховатости, т.е. обработку необходимо производить на оборудовании повышенной точности;
6) Все размеры на чертеже допускают измерение специальным и универсальным измерительным инструментом;
7) В качестве баз используется поверхность разъема шатуна с крышкой и отверстия повышенной точности в шатуне, введение искусственных баз необязательно;
8) Обработку необходимо производить на оборудовании повышенной точности, т. к. наличие высоких требований к отдельным поверхностям;
9) Заготовка: отливка;
10) Покрытие необработанных поверхностей – грунтовка ГФ – 0119 ГОСТ 23343–78.
В целом конструкция достаточно технологична и её изготовление возможно.
1.8 Определение показателей технологичности
- Коэффициент точности
| Тi(квалитет) | Ni (кол-во поверхностей) | Тi* Ni |
| 8 | 4 | 32 |
| 7 | 4 | 28 |
| 6 | 1 | 6 |
| 14 | 2 | 28 |
| сумма | 11 | 94 |
Тср=94/11=8,5
Ктч=1–1/ Тср=1–1/8,5=0,88
- Коэффициент шероховатости
| Шi | Ni | Шi* Ni |
| 6,3 | 12 | 75,6 |
| 1,25 | 2 | 2,5 |
| 1,6 | 2 | 3,2 |
| 3,2 | 6 | 19,2 |
| 14 | 2 | 28128,5 |
| сумма | 24 | 128,5 |
Шср=128,5/24=5,35
Кш=1/ Шср=1/5,35=0,187
Чертеж детали в результате технологического контроля оставлен без изменений, поэтому уровень технологичности как сравнительный анализ по использованию материала, точности обработки, шероховатости и технологической себестоимости равен единице.
2. Определение типа производства
Режим работы предприятия 2 смены в сутки
Годовая программа N=1000 шт.
Действительный годовой фонд времени работы оборудования Fд=4029
Такт выпуска t=60* Fд/N=241,74 (мин)
Данные по существующему (аналогичному) заводскому технологическому процессу или по укрупненному нормированию операций сводим в таблицу 2:
Таблица 2:
| Операция | Тшт-к | Mр | Р | ηз.ф | О |
| 010 | 7,2 | 0,7 | 1 | 0,7 | 1,07 |
| 015 | 1,8 | 0,17 | 1 | 0,17 | 4,41 |
| 020 | 0,3 | 0,029 | 1 | 0,029 | 25,86 |
| 030 | 0,5 | 0,049 | 1 | 0,049 | 15,31 |
| 035 | 3,7 | 0,36 | 1 | 0,36 | 2,08 |
| 040 | 3,5 | 0,343 | 1 | 0,343 | 2,187 |
| 045 | 0,1 | 0,01 | 1 | 0,01 | 75 |
| 050 | 0,2 | 0,019 | 1 | 0,019 | 39,47 |
| 055 | 1,6 | 0,157 | 1 | 0,157 | 4,77 |
| 060 | 1 | 0,098 | 1 | 0,098 | 7,65 |
| 065 | 1,9 | 0,186 | 1 | 0,186 | 4 |
| 080 | 0,15 | 0,134 | 1 | 0,134 | 5,59 |
| 090 | 0,145 | 0,13 | 1 | 0,13 | 5,76 |
| Сумма=13 | Сумма=193,127 | ||||
Мр=0,098* Тшт‑к