Расчётно-пояснительная записка. Расчётно-пояснительная записка

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Расчётно-пояснительная записка

К курсовому проекту по ТМС

Пермь 2008 г.

Содержание

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

Введени е

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

Служебное назначение и конструкторско-технологическая характеристика детали

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.

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.

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).

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.

Химический состав и механические свойства заготовки

Таблица 1.1. Химический состав стали 35Л (ГОСТ 977–88), %

не более

0, 32–0, 40

0, 20–0, 52

0, 45–0, 90

0, 050

Таблица 1.2 Механические свойства стали 38Л

σ _{0, 2}, Н/мм²	σ _В, Н/мм²	σ, Н/мм²	Ψ, %	KCU, Дж/см²	НВ
Не менее					НВ
275	491	15	25	34	150

Материал сталь 35Л подходит для требуемых условий работы.

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;

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.

Определение показателей технологичности

ü Коэффициент точности

Т_i (квалитет)	N_i (кол-во поверхностей)	Т_i* N_i
8	4	32
7	4	28
6	1	6
14	2	28
сумма	11	94

Т_ср=94/11=8, 5

К_тч=1–1/ Т_ср=1–1/8, 5=0, 88

ü Коэффициент шероховатости

Ш_i	N_i	Ш_i* N_i
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

Ш_ср=128, 5/24=5, 35

К_ш=1/ Ш_ср=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.

Расчет припусков

6.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Æ 120 Н7^{(+0, 046)} (поверхность 1)

Расчет операционных припусков записываем в таблицу 4.

Таблица 4:

Технологи- ческие переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мкм
Технологи- ческие переходы	R z	T	r	e	2Z _min	d _Р	d	d _min	d _max	2Z _min^пр	2Z_max^пр
Заготовка	50	200	3956	-	-	111	3200	107, 8	111	-	-
Обтачивание чистовое	30	50	237	-	2•4206	119, 32	500	118, 82	119, 32	8320	11020
Обтачивание тонкое	15	20	158	-	2•317	120	46	119, 954	120	680	1134
Итого:										9000	12154

Рассчитываем пространственные отклонения по формуле:

р=р_кор+р_см([1], табл. 4.7);

р_см= d=3200 мкм;

р_кор=Δ _к•L,

где Δ _к – удельная кривизна заготовки, Δ _к=1 ([1], табл. 4.8);

L – общая длина заготовки, L=756;

р_кор=1•756=756 мкм;

В результате расчета получаем величину пространственных отклонений:

р_заг=756+3200=3956 мкм;

р_{ток.чист}=р_заг•0, 06=3956•0, 06=237, 36 мкм;

р_{ток.тонк}=р_заг•0, 04=3956•0, 04=158, 24 мкм;

Расчетный припуск 2 Z _min рассчитываем по формуле: ([1], с. 85);

2Zmin=2•(Rzi‑ 1+Ti‑ 1+ri‑ 1)

2Zmin ток. чист=2•(50+200+3956)=2•4206 мкм

2Zmin ток. тонкая=2•(30+50+237)=2•317 мкм

Расчетные диаметры:

D_{ток.чист}=119, 954 – (2•317)/1000=119, 954–0, 634=119, 32 мм

Dр_заг=119, 32 – (2•4206)/1000=119, 32–8, 412=111 мм

Т.к ведем расчет припусков внутреннего отверстия, то расчетный размер равен наибольшему предельному размеру:

D_р=D_max

Наименьшие предельные диаметры:

D_min= D_max-d

Dmax ток. тонкая=120–0, 046=119, 954 мм

Dmax ток. чист=119, 32–0, 5=118, 82 мм

dзаг=111–3, 2=107, 8 мм

Предельные значения припусков: ( [ 1 ], с. 86);

Общий номинальный припуск:

Z=(d_max-d_min)/2=(111–107, 8)/2=3, 6/2=1, 6

dзаг.ном=107, 8+1, 6=109, 4 мм

Производим проверку правильности выполненных расчетов: ([1], с. 87)

Z_{i max}-Z_{i min}=d_i-1-d_i

Чистовое фрезероваение:

11020–8320=3200–500

2700=2700

Тонкое точение:

1134–680=500–46

454=454

Расчеты произведены верно.

6.2 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности 103_{-0, 2} (поверхность 2)

Расчет операционных припусков записываем в таблицу 5.

Таблица 5:

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мкм
Технологические переходы	R z	T	r	e	Z _min	Н _Р	d	Н _min	Н _max	Z _min^пр		Z_max^пр
Заготовка	50	200	3756	-	-	107	3000	104	107	-		-
Фрезерованиечистовое	30	50	225, 36	-	4006	103	200	102, 8	103	1200		4000
Итого:											1200		4000

Рассчитываем пространственные отклонения по формуле:

р=р_кор+р_см([1], табл. 4.7);

р_см= d=3000 мкм;

р_кор=Δ _к•L,

где Δ _к – удельная кривизна заготовки, Δ _к=1 ([1], табл. 4.8);

L – общая длина заготовки, L=756;

р_кор=1•756=756 мкм;

В результате расчета получаем величину пространственных отклонений:

р_заг=756+3000=3756 мкм;

р_{фр.чист}=р_заг•0, 06=3756•0, 06=225, 36 мкм;

Расчетный припуск Z _min рассчитываем по формуле: ([1], с. 85);

Zmin=(Rzi‑ 1+Ti‑ 1+ri‑ 1)

Zmin фр. чист=(50+200+3756)=4006 мкм

Расчетные размеры:

Н_Рзаг=103+4006/1000=103+4=107 мм

Т.к ведем расчет припусков плоскости, то расчетный размер равен наибольшему предельному размеру:

Н_р=Н_max

Наименьшие предельные размеры:

Н_min= Н_max-d

Нmax заг=107–3=104 мм

Предельные значения припусков: ([1], с. 86);

Общий номинальный припуск:

Z=(Н_max-Н_min)/2=(107–104)/2=3/2=15

Нзаг.ном=104+1, 5=105, 5 мм

Производим проверку правильности выполненных расчетов: ([1], с. 87)

Z_{i max}-Z_{i min}=d_i-1-d_i

Чистовое фрезерование:

4000–1200=3000–200

2800=2800

Расчеты произведены верно.

Общие припуски:

Z_min=1200 мкм;

Z_max=4000 мкм.

Присвоение номеров поверхностей детали

Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности детали по ГОСТ 7505–74

Поверхность	Размер	Припуск	Допуск
1	n120	14	0, 035
2	n202	6	0, 029
3, 4	103	4	0, 2
5, 6	125	14	0, 25
7, 8	34	4	0, 4
9, 10	282	10	0, 2

Расчет режимов резания

Техническое нормирование

Размерный анализ

Размерный анализ технологического процесса осуществляется по следующей методике: [6]

1. Определяют фактическое поле рассеяния замыкающего звена по формуле:

где – количество составляющих звеньев, – поле рассеяния (допуск) i‑ того звена.

3. Определяют средний размер замыкающего звена – конструкторского размера и средние размеры всех составляющих размеров , за исключением определяемого звена можно рассчитать по формуле:

;

Для замыкающего звена – припуска исходный размер определяют по формуле:

где – минимальный припуск, определяется по формуле

– шероховатость поверхности, – толщина дефектного слоя, оставшиеся от предыдущей обработки

– максимальный припуск, определяется по формуле

5. Средний размер определяемого звена:

6. Номинальный размер определяемого звена:

7. Запас по допуску замыкающего звена:

;

Произведём размерный анализ притирочной операции №65

Схема расчётной цепи

Z₁⁶⁵ – припуск;

А₁¹⁵ – размер на предыдущей операции;

А₁⁶⁵=А₁ – конструкторский размер;

Цепь:

А₁_min=119, 954 мм;

А₁_max=120 мм;

А₁_min¹⁵=118, 82 мм;

А₁_max¹⁵=119, 32 мм;

Z₁⁶⁵ – замыкающее звено;

А₁¹⁵ – уменьшающее звено;

А₁⁶⁵=А₁-увеличивающее звено;

1. Определяем фактическое поле рассеяния замыкающего звена:

2. Средний размер составляющих звеньев:

3. Фактический средний размер замыкающего звена

4. Находим номинальный размер определяемого (искомого) звена:

Для припуска номинальным размером является минимум.

5. Запас по допуску замыкающего звена

. Т.к. v=0, то коррекция номинального размера не производится.

Конструкторская часть

Исследовательская часть