Технологический процесс механической обработки детали «Муфта»

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение Омской области

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине ОП. 08 Технология машиностроения Специальность 151 901 Технология машиностроения Тема работы: Технологический процесс механической обработки детали «Муфта»

Омск 2015

Задание на курсовое проектирование

Тема работы: Технологический процесс механической обработки детали «Муфта» студенту: Франц Л. А. группы № 219

Дата выдачи задания «______» ___________ 2014 г Срок сдачи задания «_______» _____________2015г Содержание курсового проекта

1. Описание изделия: технические условия на деталь Технологическая часть:

1. Определение типа производства

2. Выбор вида и метода получения заготовки

3. Проектирование маршрутного технологического процесса

4. Выбор технологического оборудования

5. Выбор и описание станочных приспособлений

6. Выбор и описание режущего инструмента

7. Выбор средств технического контроля

8. Расчет и выбор режимов резания, норм времени Состав графической части:

1. Рабочий чертеж детали (ф. А3)

2. Эскизы наладок (2операции) (ф. А3)

3. Маршрутная карта (ф. А4)

График выполнения курсового проекта

Отзыв консультанта курсового проекта Работа студента Франц Л. А. над курсовым проектам заслуживает оценки

_____________________

Консультант КП, преподаватель

___________/_______________

Дата выполнения: " _____" _________20__г

• Введение
• 1. Общая часть
• 1.1 Описание изделия: технические условия на деталь и методы их достижения
• 1.2 Описание материала изделия
• 1.3 Анализ технологичности детали
• 2. Технологическая часть
• 2.1 Определение типа производства
• 2.2 Выбор вида и метода получения заготовки
• 2.3 Проектирование маршрутного технологического процесса
• 2.4 Выбор технологического оборудования
• 2.5 Выбор и описание станочных приспособлений
• 2.6 Выбор и описание режущего инструмента
• 2.7 Выбор средств технического контроля
• 2.8 Расчет и выбор режимов резания, норм времени
• Заключение
• Литература

Любые механизмы, которыми мы пользуемся в повседневной жизни, состоят из простых или сложных деталей и соединения. Все они являются продукцией машиностроения — области народного хозяйства, которая занимается производством разнообразных механизмов и машин. Технология машиностроения — это специальность, позволяющая овладеть знаниями и навыками, позволяющими работать в машиностроительной отрасли.

Рисунок 1 — ОАО «Высокие Технологии» .

Начало развития этого направления народного хозяйства в нашей стране принято связывать с именем Андрея Нартова, который еще в 18 веке изобрел первый русский токарный станок, в то время инженерами были единицы, в основном энтузиасты и первопроходцы своего дела. Но основной стимул для развития технология машиностроения получила во многом благодаря войнам 19 и 20 века, когда зачастую от технического оснащения войска зависела победа. Для России расцвет машиностроения пришелся на период второй мировой войны, когда практически все предприятия страны стали выпускать оружие, боеприпасы и технику. И именно в это время оказалась крайне востребована специальность «технология машиностроения», так как заводы испытывали острую нехватку квалифицированных и грамотных инженеров.

К сожалению, в настоящее время машиностроение также развивается благодаря соревнованию между странами на самые лучшие оружие и систему обороны.

Рисунок 2 — Муфта.

Технология машиностроения — специальность, которая остается востребованной: каждый год на одно бюджетное место претендует не меньше 4 человек. Стоит отметить, что инженеров обучают только государственные вузы и техникумы, для коммерческих организаций это специальность является слишком дорогостоящей. Технология машиностроения требует наличия в образовательных учреждениях специального оборудования (станков разных типов), лабораторий, компьютеров со специальными программами — для разработки чертежей, технологических процессов, создания 3Д-моделей и т. п. Именно поэтому негосударственные учебные учреждения не могут конкурировать с государственными вузами, которые имеют хорошую материальную базу, штат высококвалифицированных преподавателей (многие из которых кандидаты и доктора наук) и многолетние традиции обучения.

деталь муфта вал вращение

1. Общая часть

1.1 Описание изделия: технические условия на деталь и методы их достижения

Муфта - устройство (деталь машины), предназначенное для соединения друг с другом концов валов и свободно сидящих на них деталей и передачи крутящего момента. Служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу. Муфта передаёт механическую энергию без изменения её величины.

Рисунок 1.1.1 — Жёсткая фланцевая и втулочная муфта.

Назначение муфт — передача вращающего момента без изменения его значения и направления. В ряде случаев муфты дополнительно поглощают вибрации и толчки, предохраняют машину от аварий при перегрузках, а также используются для включения и выключения рабочего механизма машины без останова двигателя.

Муфты служат для соединения валов или валов с деталями, свободно вращающимися на них (зубчатыми колесами, шкивами и т. п.), с целью передачи вращения без изменения скорости. Известно, что большинство устройств, систем компонуют из отдельных узлов с входными и выходными валами. Такими узлами являются, например, привод в виде двигателя, передаточный и исполнительный механизмы. Кинематическая и силовая связь между этими узлами устройства осуществляется с помощью муфт.

Рисунок 1. 1. 2 — Муфта.

Соединение валов является основным, но не единственным назначением муфт. Муфты применяют для включения и выключения исполнительного органа при непрерывно работающем двигателе, для предохранения рабочих органов от перегрузок и чрезмерно больших скоростей, для передачи движения между валами только в одном направлении, для остановки в качестве тормоза и других функций.

1.2 Описание материала изделия

Материалом для изготовления детали «Муфта» служит материал Сталь 30 ГОСТ 1050–88;

Таблица 1. 2. 1 — Сталь 30 ГОСТ 1050–88

Для определения обрабатываемости данного материала и его механических свойств необходимо знать химический состав стали и влияние компонентов химического состава на ее свойства.

Таблица 1. 2. 2 — Химический состав в % материала сталь 30

Таблица 1. 2. 3 — Температура критических точек материала сталь 30

Таблица 1. 2. 4 — Механические свойства при Т=20^oС материала сталь 30

Таблица 1. 2. 5

Таблица 1. 2. 6 — Физические свойства материала сталь 30

Таблица 1. 2. 7 — Технологические свойства материала 30.

1.3 Анализ технологичности детали

Совершенство конструкции машины (детали) характеризуется ее соответствием современному уровню техники, экономичностью и удобствами эксплуатации, а так же тем, в какой мере учтены возможности использования наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства. Анализ технологичности один из самых важных этапов технологического процесса, от которого зависят его основные технико-экономические показатели: металлоемкость, трудоемкость, себестоимость.

Таблица 1. 3. 1 — Анализ размеров детали

2. Технологическая часть

2.1 Определение типа производства

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования. Так же тип производства выбирается из количества изготавливаемых деталей.

Так как количество деталей не превышает одной штуки, то выбрано единичное производство.

Единичное производство характеризуется широтой номенклатуры изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объёмом их выпуска. Единичное производство характеризуется низкой производительностью, необходимостью в специалистах высокой квалификации, высокой точностью и стоимостью обработки. В единичном производстве используются универсальное металлорежущее оборудование и универсальные приспособления и инструменты с большим набором технологической оснастки.

Единичное производство характерно для станкостроения, судостроения, производства крупных гидротурбин, прокатных станов и другого уникального оборудования. Разновидностью единичного производства является индивидуальное производство. Сравнительная характеристика различных типов производства дана в таблице 2. 1. 1.

Таблица 2. 1. 1 — Сравнительная характеристика различных типов производства

2.2 Выбор вида и метода получения заготовки

Выбор метода определяется:

1) Технологической характеристикой материала заготовки.

2) Конструктивными формами и размерами заготовки.

Требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством её поверхностей.

Программой выпуска и заданными сроками выполнения этой программы

На выбор метода выполнения заготовки влияет время подготовки технологической оснастки, наличие соответствующего технологического оборудования и желаемая степень автоматизации процесса. Выбранный метод должен обеспечивать наименьшую себестоимость изготовления детали, т. е. затраты на материал, выполнение заготовки и последующую механическую обработку вместе с накладными расходами должны быть минимальными.

Для изготовления детали «Муфта» в качестве заготовки применяется сортовой стальной горячекатаный круглый Прокат ГОСТ 2590–8 (рис. 5).

Рисунок 2. 2. 1 — Круглый Прокат ГОСТ 2590–8.

Прокат в металлургии — продукция, получаемая на прокатных станах путём горячей, теплой или холодной прокатки.

2.3 Проектирование маршрутного технологического процесса

Технологический процесс — часть производственного процесса, содержащая действия по изменению состояния предмета производства.

Технологический процесс обработки деталей делиться на:

операция — это часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, обозначаются арабскими цифрами через 5;

установ — это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок, обозначаются заглавными буквами русского алфавита;

переход — это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей образуемых обработкой.

Технологический процесс обработки детали «Муфта» включает:

1. две операции (I токарная, II фрезерная)

2. три установа А, Б и В

3. Двенадцать переходов

2.4 Выбор технологического оборудования

Металлорежущие станки обеспечивают изготовление деталей разнообразной формы, с высокой точностью размеров и заданной шероховатостью поверхности.

В соответствии с принятой системой условных обозначений каждой модели станка присваивается определенное обозначение, состоящее из цифр и букв. Первая цифра показывает группу, к которой относится данный станок; вторая — тип станка в данной группе; третья и четвертая цифры — условный номер станка. Кроме цифр в обозначении модели станка включаются буквы. Если буква стоит между первой и второй цифрами, то это обозначает, что конструкция станка подвергалась существенному усовершенствованию. Для обработки детали «Муфта» в условиях единичного производства используется универсальный токарно-винторезный станок 16К20.

Токарно-винторезный станок 16К20 предназначен для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных, а также сверления, зенкерования, развертывания. Станки оснащены механическим фрикционом, приводом быстрых перемещений суппорта, задняя бабка имеет аэростатическую разгрузку, направляющие станины закалены HRCэ 49. 57

Таблица 2. 4. 1 — Характеристика токарного станка 16К20

Рисунок 2. 4. 1 — Токарно-винторезный станок и его органы управления.

Для обработки отверстий детали «Муфта» используем: вертикально сверлильный станок марки 2Н135

.

Рисунок 2. 4. 2 — Вертикально-сверлильный станок марки 2Н135.

2.5 Выбор и описание станочных приспособлений

Для закрепления заготовки применяем следующие приспособления:

Рисунок 2. 5. 1 — Трехкулачковый патрон.

Трехкулачковый патрон самоцентрирующий предназначен для установки на универсальные токарные, револьверные, внутришлифовальные станки, делительные головки и различные приспособления.

Состоит из: корпуса, конической шестерни со спиралью (улитка), рейки, кулачков, зубчатого колеса, крышки, шпильки. Для крепления заготовки на токарном станке применяем трехкулачковый паторн.

Для закрепления детали «Муфта» на сверлильном станке применяем тиски станочные с шириной губок 250 мм, ходом губки 320 мм.

Рисунок 2. 5. 2 — Тиски станочные.

Для крепления режущего инструмента применяем сверлильный патрон и переходные втулки.

Сверлильный патрон с коническим хвостовиком используется для зажима сверл. Корпус сверлильного патрона является одним целым с хвостовиком, за счет чего обеспечивается высокий уровень жесткости. Зажим рабочего инструмента выполняется с помощью специального ключа. Патрон сверлильный применяется в токарных станках для различных работ, в том числе, для резьбования в мелкосерийном производственном цикле. Патрон удобен и прост в обращении, отличается повышенной точностью работ, благодаря чему все сверлильные работы проводятся качественно и эффективно. Отжим и зажим инструмента производятся вручную.

Рисунок 2. 5. 3 — Сверлильный патрон.

Основная сфера применения переходных втулок — токарные и фрезерные станки. В переходную втулку можно закреплять различные инструменты с лапкой или с резьбовой затяжкой, а также такие элементы технологической промышленности, как удлинители и различные фрезерные оправки. На токарном станке такие втулки применяются при установке инструментов в заднюю бабку. В переднюю бабку крепится зафиксированный неподвижный центр. На фрезерных станках переходная втулка является основной переходной деталью, позволяющей существенно сэкономить денежные расходы на подготовку производственного цикла в технологическом плане. Переходные втулки используем на вертикально сверлильном станке 2Р135.

Рисунок 2. 5. 4 — Переходная втулка.

2.6 Выбор и описание режущего инструмента

Выбираем резцы с твердосплавными пластинками марки Т15К6, так как эксплуатационные свойства данной марки инструмента является: высокая износостойкость и допустимая скорость резания при большей эксплуатационной прочности и сопротивляемости ударам, вибрациям. Инструменты марки Т15К6 применяем для чернового, получистового и чистового точения при непрерывном резании, для растачивания предварительно обработанных поверхностей.

Для обработки детали «Муфта» используем резцы проходные упорный, отогнутый, канавочный, расточной.

Проходные резцы затачиваем, выбирая передний угол 15°, задний угол по высоте пластинки 8°, по телу резца 10°. На передней поверхности резца вытачиваем канавку шириной 3,5 мм, для лучшего выхода стружки. (рис. 3)

Рисунок 2. 6. 1 — Углы заточки резца.

Выбираем токарный проходной отогнутый резец с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18 868–73 Материал резца — твердый сплав Т15К6.

Рисунок 2. 6. 2 — Режущий инструмент в плане.

Выбираем высоту 16 мм; ширину резца 10 мм; длину резца 100 мм; радиус заточки вершины резца 0,5 мм; ширину режущей кромки резца 8 мм.

Рисунок 2. 6. 3 — Резец проходной упорный.

Рисунок 2. 6. 4 — Резец проходной отогнутый.

Рисунок 2. 6. 5 — Расточной резец.

Углы заточки расточного резца выдерживаем такие же, как и у проходных резцов. Выбираем расточной резец с главным углом в плане 60°, вспомогательным углом в плане 30°. Длина резца 200 мм. Размеры поперечного сечения резца: высота 20 мм, ширина 16 мм. Расстояние от вершины резца до державки 8 мм.

Для вытачивания канавки на детали «Муфта» выбираем канавочный резец с шириной режущей кромки 2 мм. Так как ширина заданной канавки указанной на чертеже должна быть 2 мм.

Так как ширина канавок обычно не большая, то и режущую кромку прорезного резца изготавливают узкой, что создает опасность его поломки. Эта опасность увеличивается еще тем, что головку резца суживают по направлению к стержню на 1−2° с каждой стороны для уменьшения трения боковых поверхностей о стенки канавки. Для повышения прочности прорезных резцов высоту их головок изготавливают в несколько раз больше ширины режущей кромки. С этой же целью головке придают небольшой передний угол или радиусную заточку. Задний угол равен 3°. Передний угол равен 0° (Рис. 8 а) б)

Рисунок 2. 6. 6 — Канавочный резец.

Для сверления отверстий на детали «Муфта» выбираем марку сверла Р6М5 диаметром 10 мм. Спиральное сверло — это стержень цилиндрической формы с двумя режущими кромками на одном из торцов. Любое спиральное сверло делится на три зоны: режущую, калибрующую и хвостовик. Рабочий конец сверла с режущими кромками имеет конусообразную форму. Калибрующая зона, определяет точность размера отверстия и шероховатость его стенок. Для выведения стружки в калибрующей части сверла имея две спиральные канавки. Часть сверла, на которой спиральных канавок нет, называется хвостовиком, она предназначена для закрепления сверла в патрон. Самые ходовые сверла выпускаются в диапазоне диаметров от 0,3 мм до 20,0 мм с шагом 0,05 мм. Выбираем сверла диаметром 10,2 мм и 15,6 мм. Вершину сверла затачиваем под углом 120°. Скорость резания при сверлении назначаем по справочнику от 50 до 30 м/мин, подачу выбираем от 0,05 до 0,15 мм/об.

Рисунок 2. 6. 7 — Сверла.

Рисунок 2. 6. 8 — Конструктивные элементы (а) и геометрические параметры режущей части (б, в) зенкера.

Для обработки конуса в отверстии выбираем зенкер конический, с конусностью 1ч10. Зенкеры предназначены для обработки отверстий в заготовках, полученных отливкой, штамповкой или предварительно просверленных; для обработки цилиндрических и конических углублений.

Для нарезания резьбы в детали «Муфта» выбираем метчики марки Р6М5. Метчики предназначены для нарезания или калибрования резьбы в отверстиях. Для нарезания резьбы выбираем метчик машинно-ручной М12.

Машинно-ручные метчики служит для нарезания резьбы метрической диаметром от1 до 52 мм. Машинно-ручные метчики выпускают двух видов: одинарные для сквозных отверстий, комплектные — из двух штук в комплекте — для глухих отверстий. Выбираем метчик М12 двухкомплектный.

Рисунок 2. 6. 9 — Метчики.

2.7 Выбор средств технического контроля

Для контроля детали «Муфта» применяются следующие мерительные инструменты:

а) б)

Рисунок 2. 7. 1 — Штангенциркуль: а) штангенциркуль марки ШЦ-1, б) штангенциркуль марки ШЦ-2.

Штангенциркуль с отсчетом по нониусу типа ШЦ-1 предназначен для наружных и внутренних измерений, а также для измерения глубин. Штангенциркуль ШЦ-1 имеет шкалу одинарную в мм, или двойную мм/дюйм.

Имеет губки наружные для измерения наружных размеров и внутренние для измерения внутренних размеров, а также встроенный глубиномер. Нониус регулируемый. Длина губок стандартная. Цена деления 0,05 мм или 0,02 мм.

Штангенциркуль ЩЦ-2 с устройством тонкой подачи применяется для внутренних и наружных измерений (соответственно наличие губок с плоскими измерительными поверхностями и цилиндрическими), а также для разметочных работ. Одинарная шкала имеет цену деления 0,05 мм, двойная аналогичную шкалу в мм и шкалу в дюймах, где деление равно 1/128. Существует модификация с шагом 0,02 мм. Так же имеются кромочные измерительные поверхности для определения наружных размеров. Длина губок вариативна в зависимости от модели.

Для контроля резьбы на детали «Муфта» используется резьбовой калибр М12

Рисунок 2. 7. 2 — Калибр пробка.

Калибрами называются бесшкальные меры, которые предназначены для контроля размеров, формы и расположения поверхностей деталей.

По методу контроля калибры делят на нормальные и предельные. Нормальные калибры копируют размеры и форму изделий.

Предельные калибры воспроизводят размеры, соответствующие верхней и нижней границам допуска на изделие.

Рисунок 2. 7. 3 — Микрометрический нутромер.

Микрометрическими нутромерами измеряют размеры отверстий, ширину пазов и другие внутренние линейные размеры и отклонения формы деталей машин.

Микрометрический нутромер состоит из двух частей — микрометрической головки и удлинителя. Микрометрический нутромер применяем для измерения внутреннего отверстия.

2.8 Расчет и выбор режимов резания, норм времени

От выбора режима резания зависит производительность труда, качество и стоимость изготовления обрабатываемых деталей. Поэтому необходимо правильно выбрать и рассчитать режимы резания.

Условиями определяющими режим резания будут: чертеж обрабатываемой детали, размеров заготовки, типа, материала и геометрии инструмента, паспортных данных станка.

Режимы резания рассчитываются по следующим формулам:

t = (при обтачивании и растачивании); (1)

(при подрезании торцов); (2)

; (3)

n = (скорость вращения шпинделя); (4)

х = (уточнение скорости резания); (5)

(усилие резания); (6)

(мощность необходимая на резание); (7)

t = (при сверлении); (8)

(время обработки); (9)

t - глубина резания;

D - диаметр заготовки;

d - диаметр готовой детали;

N - длинна заготовки;

n - длинна готовой детали;

V - скорость резания;

n - скорость вращения шпинделя;

— табличная скорость резания;

П - неизменное 3,12;

— усилие резания;

K — коэффициент резания (таблица);

s — подача;

— мощность необходимая на резание;

— время обработки;

L — длинна обрабатываемой поверхности;

i — число проходов;

Поправочные коэффициенты K1, K2, K3, K4, K5 выбираются в таблице.

K1 — стойкость резца;

K2 — обрабатываемый материал;

K3 — обрабатываемая поверхность;

K4 — материал резца;

K5 — главный угол в плане;

Подача (s) выбирается в таблице и уточняется по паспорту станка есть ли у него такая подача. Скорость резания (V) также выбирается в таблице и походу решения уточняется умножением на поправочные коэффициенты и по формуле уточнения скорости резания. Найденная скорость вращения шпинделя уточняется по паспорту станка и выбирается ближайшая наименьшая. Коэффициент резания выбирается в зависимости от механических свойств материала.

Таблица 2. 8. 1 — Полученные расчеты режимов резания.

Заключение

В курсовом проекте был рассмотрен и разработан процесс изготовление детали «Муфта». Так же были обозначены проблемы выбора заготовки, режимов резания, оптимального выбора последовательности операций и т. д.которые влияют на время изготовления детали и соответственно на стоимость. Производство выбрано единичное и, соответственно, технологический процесс экспериментальный, поэтому если он выйдет на уровень массового производства, технологический процесс будет скорректирован под это производство. Так же, возможны изменения в конструкции детали.

1. Кожуро Л. М. Проектирование тех. Процессов в с/х машиностроении / Л. М. Кожуро, А. В. Миронович, В. В. Трисна. Мн.: БАТУ, 2003.190с.

2. Машиностроение: энциклопедия Т-3. Технология изготовления деталей машин / А. М. Дальский [и др.] под общей ред. И. П. Сурова. М.: машиностроение 2000. 840с.

3. Некрасов С. С. Практикум и курсовое проектирование по технологии с/х машиностроения / С. С. Некрасов. М.: Мир, 2004. 240с.

4. Проектирование технологических процессов машиностроении / И. П. Филонов [и др.]; под общ. ред. И. П. Филонова. Мн.: технопринт, 2003. 910с.

5. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах. Т-1 под ред.А. М. Дальского [и тд.]. М.: машиностроение 1 2001. 912с.

Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах. Т-2 под ред.А. М. Дальского [и др.]. М.: машиностроение 1 2001. 944 с.