Проектирование технологического процесса изготовления детали "Ось" (стр. 2 из 11)
2) получение заготовки штамповкой.
Следует выбрать наиболее «удачный» метод получения заготовки путем аналитического расчета. Сравним варианты по минимальной величине приведенных затрат на изготовление детали.
Если заготовка изготавливается из проката, то затраты на заготовку определяются по весу проката, требующегося на изготовление детали, и весу стружки. Стоимость заготовки, полученной прокатом, определяется по следующей формуле:
,гдеQ – масса заготовки, кг;
S – цена 1 кг материала заготовки, руб.;
q – масса готовой детали, кг;
Sотх – цена 1 тонны отходов, руб.
Q = 3,78 кг; S = 115 руб.; q = 0,8 кг; Sотх = 14,4 кг.
Подставим исходные данные в формулу:
Рассмотрим вариант получения заготовки штамповкой на ГКМ. Стоимость заготовки определится выражением:
,Где Сi – цена одной тонны штамповок, руб.;
КТ – коэффициент, зависящий от класса точности штамповок;
КС – коэффициент, зависящий от группы сложности штамповок;
КВ – коэффициент, зависящий от массы штамповок;
КМ – коэффициент, зависящий от марки материала штамповок;
КП – коэффициент, зависящий от годовой программы выпуска штамповок;
Q – масса заготовки, кг;
q – масса готовой детали, кг;
Sотх – цена 1 тонны отходов, руб.
Сi = 315 руб.; Q = 1,25 кг; КТ = 1; КС = 0,84; КВ = 1; КМ = 1; КП = 1;
q = 0,8 кг; Sотх = 14,4 кг.
Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок, при которых технологический процесс механической обработки не меняется, может быть рассчитан по формуле:
,гдеSЭ1, SЭ2 – стоимость сопоставляемых заготовок, руб.;
N – годовая программа, шт.
Определяем:
Из полученных результатов видно, что экономически выгодным является вариант получения заготовки штамповкой.
Изготовление заготовки методом штамповки на различных видах оборудования является прогрессивным методом, так как значительно уменьшает припуски под механическую обработку в сравнении с получением заготовки из проката, а также характеризуется более высокой степенью точности и более высокой производительностью. В процессе штамповки также уплотняется материал и создается направленность волокна материала по контуру детали.
Решив задачу по выбору метода получения заготовки, можно приступить к выполнению следующих этапов курсовой работы, которые постепенно подведут нас к непосредственному составлению технологического процесса изготовления детали, что и является основной целью курсовой работы. Выбор типа заготовки и метода ее получения оказывают самое непосредственное и весьма существенное влияние на характер построения технологического процесса изготовления детали, так как в зависимости от выбранного метода получения заготовки может в значительных пределах колебаться величина припуска на обработку детали и, следовательно, меняется не набор методов, используемых для обработки поверхностей.
1.4 Назначение методов и этапов обработки
На выбор метода обработки оказывают влияние следующие факторы, которые необходимо учитывать:
форма и размер детали;
точность обработки и чистота поверхностей деталей;
экономическая целесообразность выбранного метода обработки.
Руководствуясь вышеперечисленными пунктами, начнем проводить выявление набора методов обработки по каждой поверхности детали.
Рисунок 1.1 Эскиз детали с обозначением слоев, снимаемых при механической обработке
Все поверхности оси имеют достаточно высокие требования к шероховатости. Обтачивание поверхностей А, Б, В, Г, Д, Е, З, И, К разделяем на две операции: черновое (предварительное) и чистовое (окончательное) обтачивание. При черновом обтачивании снимаем большую часть припуска; обработка производится с большой глубиной резания и большой подачей. Схема, обеспечивающая наименьшее время обработки, наиболее выгодна. При чистовом обтачивании снимаем небольшую часть припуска, причем порядок обработки поверхностей сохраняется.
При обработке на токарном станке необходимо обратить внимание на прочное закрепление детали и резца.
Чтобы получить указанную шероховатость и требуемое качество поверхностей Г и И необходимо применить чистовое шлифование, при котором точность обработке наружных цилиндрических поверхностей достигает третьего класса, а шероховатость поверхности 6-10 классов.
Для большей наглядности схематически запишем выбранные методы обработки на каждую поверхность детали:
А: черновое точение, чистовое точение;
Б: черновое точение, чистовое точение, нарезание резьбы;
В: черновое точение, чистовое точение;
Г: черновое точение, чистовое точение, чистовое шлифование;
Д: черновое точение, чистовое точение;
Е: черновое точение, чистовое точение;
Ж: сверление, зенкерование, развертывание;
З: черновое точение, чистовое точение;
И: черновое точение, чистовое точение, шлифование чистовое;
К: черновое точение, чистовое точение;
Л: сверление, зенкерование;
М: сверление, зенкерование;
Теперь можно переходить к следующему этапу выполнения курсовой работы, связанному с выбором технических баз.
1.5 Выбор баз и последовательность обработки
Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработки определенное положение относительно деталей станка или приспособления. Для этого необходимо исключить возможность трех прямолинейных движений заготовки в направлении выбранных координатных осей и трех вращательных движений вокруг этих, или параллельных им осей (т.е. лишить заготовку детали шести степеней свободы).
Для определения положения жесткой заготовки необходимо наличие шести опорных точек. Для их размещения требуются три координатных поверхности (или заменяющие их три сочетания координатных поверхностей) в зависимости от формы и размеров заготовки эти точки могут быть расположены на координатной поверхности различными способами.
В качестве технологических баз рекомендуется выбирать конструкторские базы, чтобы избежать пересчета операционных размеров. Ось представляет собой деталь цилиндрической формы, конструкторскими базами которой являются торцовые поверхности. На большинстве операций базирование детали проводим по следующим схемам.
Рисунок 1.2 Схема установки заготовки в трехкулачковом патроне
В данном случае при установке заготовки в патроне: 1, 2, 3, 4 – двойная направляющая база, отнимающая четыре степени свободы – перемещения относительно оси OX и оси OZи поворота вокруг осей OX и OZ; 5 – опорная база лишает заготовку одной степени свободы – перемещения вдоль оси OY;
6 – опорная база, лишающая заготовку одной степени свободы, а именно – вращения вокруг оси OY;
Рисунок 1.3 Схема установки заготовки в тисках
1, 2, 3 – установочная база – лишает заготовку трех степеней свободы: перемещение вдоль оси ОХ и вращения вокруг осей ОZ и ОY; 4, 5 – двойная опорная база – лишает двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OZ; 6 – опорная база – лишает вращения вокруг оси ОХ.
Учитывая форму и размеры детали, а также точность обработки и чистоту поверхности были выбраны наборы методов обработки на каждую поверхность вала. Мы можем определить последовательность обработки поверхностей.
Рисунок 1.4 Эскиз детали с обозначением поверхностей
1. Токарная операция. Заготовка устанавливается по поверхности 4 в
самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон с упором в торец 5 для чернового точения торца 9, поверхности 8, торца 7, поверхности 6.
2. Токарная операция. Переворачиваем заготовку и устанавливаем ее в самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон по поверхности 8 с упором в торец 7 для чернового точения торца 1, поверхности 2, торца 3, поверхности 4, торца 5.
3. Токарная операция. Заготовка устанавливается по поверхности 4 в
самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон с упором в торец 5 для чистового точения торца 9, поверхности 8, торца 7, поверхности 6, фаски 16 и канавки 19.
4. Токарная операция. Переворачиваем заготовку и устанавливаем ее в самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон по поверхности 8 с упором в торец 7 для чистового точения торца 1, поверхности 2, торца 3, поверхности 4, торца 5, фасок 14, 15 и канавок 17, 18.
5. Токарная операция. Заготовку устанавливаем в самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон по поверхности 8 с упором в торец 7 для сверления и зенкерования поверхности 10, нарезания резьбы на поверхности 2.
6. Сверлильная операция. Деталь устанавливаем в тиски по поверхности 6 с упором в торец 9 для сверления, зенкерования и развертывания поверхности 11, сверления и зенкерования поверхностей 12 и 13.
7. Шлифовальная операция. Деталь устанавливается по поверхности 4 в самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон с упором в торец 5 для шлифования поверхности 8.
8. Шлифовальная операция. Деталь устанавливается по поверхности 8 в самоцентрирующийся 3-х кулачковый патрон с упором в торец 7 для шлифования поверхности 4.