Технология ремонта деталей

Технология ремонта деталей

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит 21 страницы, 4 таблицы, 5 рисунков, 3 источника.

Объектом проектирования является технологический процесс изготовления тихоходного вала.

В ходе проекта выполнен подбор заготовки, разработан маршрутный процесс изготовления вала, подобрано технологическое оборудование, режущий и измерительный инструмент, станочные приспособления, рассчитаны основные режимы резания.

МАРШРУТ ОБРАБОТКИ, ОПЕРАЦИЯ, РЕЗЕЦ, ФРЕЗА, ПОДАЧА, СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ, СИЛА РЕЗАНИЯ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ИНСТРУМЕНТ.

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития автомобильной промышленности, когда количество марок автомобилей на предприятиях и у населения непрерывно возрастает, а стоимость новых запчастей остается высокой, возникает необходимость изготавливать мелкие детали собственными силами предприятий.

Силами предприятий, не специализирующихся на изготовлении детали (что соответствует единичному производству) возможно изготовить несложные по технологическим признакам детали. Этим объясняется выбор детали для рассмотренного проекта.

В данном курсовом проекте производится проектирование технологического маршрута изготовления вала с разработкой основных режимов обработки и подбором оборудования, режущего и измерительного инструмента. В заключение приведена технологическая документация, которая включает в себя маршрутную, операционную и карты эскизов.

1. ВЫБОР ЗАГОТОВКИ

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Выбор заготовки связан с конкретным технико-экономическим расчетом себестоимости готовой детали, выполняемый для заданного объема годового выпуска с учетом других условий производства.

При проектировании технологического процесса механической обработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки, а именно наличие: отверстий, полостей, углублений, выступов. Решение задачи формообразование деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости готовой детали. Для этого необходимо при технологии изготовлении детали перейти на автоматизированное производство. Легче всего поддаются автоматизации непрерывные процессы производства заготовок - литье профилей, проката, заготовок. Поверхность отливок должны быть чистыми и не должны иметь пригаров, спаин, ужимов, плен, намывов и механических повреждений. Заготовка должна быть очищена или обрублена, места подвода литниковой системы, заливы, заусеници, и другие дефекты должны быть защищены, удалена окалина. Особо тщательной очистки должны подвергаться полости отливок. Необрабатываемые наружные поверхности заготовок при проверке по линейке не должны иметь отклонения от прямолинейности больше заданного (не более 0,5 мм / 1мм длины) .

Материалом для изготовления фланца принята Сталь 3ХМЛ - ГОСТ 1050-88. В качестве заготовки принимаем литую деталь, вылитую в песчаной форме, со следующими основными размерами.

2. ВЫБОР СХЕМЫ БАЗИРОВАНИЯ

Любая заготовка перед обработкой, должна быть закреплена в пространстве.

Схема базирования (установки) является техническим заданием на проектирование приспособления для закрепления заготовки. При этом, на операционном эскизе на поверхностях заготовки могут указываться опорные точки по ГОСТ 21495-76 (схема базирования) "Базирование и базы в машиностроении" или условные обозначения по ГОСТ 3.1107-81 (схема установки) "ЕСТД Опоры, зажимы и установочные устройства.

При выборе технологических баз следует совмещать конструкторскую, технологическую и измерительную базы, т.е. применить принцип единства по ГОСТ 21495-76. Необходимо также стремиться к использованию одной и той же базы. Исходя из этого, для обработки фланца, в технологических операциях принимаем схему базирования, включающую поводковый патрон и упорный центр.

Рисунок 1 - Схема закрепления в патроне

Для осуществления выбранной схемы базирования в качестве приспособления принимаем поводковый патрон, центр упорный ГОСТ 2576-79.

Для операций по фрезерованию шпоночного паза базирование будет осуществляться по уже обработанным поверхностям. Схема закрепления в этом случае приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема закрепления.

Для сверлильных операций базирование будет осуществляться по уже обозначенной схеме, которая приведена на рисунке 2. Такая схема нам подходит наиболее лучше, так как при сверлильной операции нам необходимо достичь максимально закрепленной деталь. Схема закрепления приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема закрепления .

. РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ФЛАНЦА

Исходя из геометрических размеров детали, разбиваем ее на элементарные поверхности, каждой из которых присваивается номер (рисунок 3) и назначаются способы обработки в зависимости от требуемой точности поверхности (таблица 1).

Таблица 1 - Виды обработки поверхностей детали.

Рисунок 3.3 - Эскиз детали.

Назначаем технологические переходы обработки детали:

Токарная черновая обработка.

Закрепить заготовку

Подрезать торец (поверхность 1) как чисто.

Точить поверхность 2 до Ø195мм h7 как чисто.

Точить поверхность 3 до Ø100 по длине 60 мм как чисто.

Переустановить заготовку

Подрезать торец (поверхность 5) по длине 10 мм как чисто.

Точить поверхность 4 до Ø195 мм h7 как чисто.

В качестве оборудования используем станок токарно-винторезный 16К20П со следующими параметрами:

В качестве приспособлений используем токарный трехкулачковый самоцентрирующий патрон по ГОСТ 24351-80 центр упорный по ГОСТ 2576-79.

В качестве режущего инструмента принимаем резец токарный проходной прямой Т15К10 с пластинами из твердого сплава (по ГОСТ 18879-73); резец токарный подрезной отогнутый Т15К6 с пластинами из быстрорежущего сплава (по ГОСТ 18871-73); резец токарный проходной прямой Т5К6 (по ГОСТ 18871-73).

Для измерения и контролирования размеров вала применяем штангенциркуль: ШЦ-П-250-0,05 ГОСТ 166-80.

Для контроля шероховатости поверхности используется набор шероховатостей ГОСТ 381-74.

Затем деталь поступает на токарную чистовую обработку.

Закрепить заготовку

Точить поверхности 2 до Ø195мм h7 как чисто.

Точить поверхность 1 по длине 10 мм как чисто.

Точить фаску поверхности 1 по длине 1 на угол 45 (1×45)

Переустановить заготовку

Точить поверхность 4 до Ø195 h7 как чисто.

Точить поверхность 5 на длину 10 мм как чисто

Точить фаску поверхности 5 (1×45)

В качестве приспособлений используем токарный трехкулачковый самоцентрирующий патрон по ГОСТ 24351-80 центр упорный по ГОСТ 2576-79.

В качестве режущего инструмента принимаем резец токарный проходной прямой Т15К10 с пластинами из твердого сплава (по ГОСТ 18879-73); резец токарный подрезной отогнутый Т15К6 с пластинами из быстрорежущего сплава (по ГОСТ 18871-73); резец токарный проходной прямой Т5К6 (по ГОСТ 18871-73).

Для измерения и контролирования размеров фланца применяем микрон: МК-25-50-0,01 ГОСТ 186-80.

Для контроля шероховатости поверхности используется набор шероховатостей ГОСТ 381-74.

Фрезерная операция

Поверхность 3 шириной 40H7.

Фрезеровать поверхность 3 шириной 40 по Ø195.

Для контроля шпоночного паза (симметричность и параллельность) глубину измеряем штангенциркулем ШЦ-I-125-0,5 ГОСТ 166-80. В качестве режущего инструмента используем фрезу шпоночную немерную двухперую P6M5 по (ТУ 2-035-858-82).

Данный вид обработки выполняется станком 6P80 со следующими параметрами:

Сверлильная операция

Выполнить режим сверления поверхности 2 позиции 8 до Ø10 P9 выдержав размер глубиной 10 мм. Сверлить отверстия в количестве 6 штук.

В качестве оборудования выбираем вертикально-сверлильный станок 2M112.

В качестве сверлильного инструмента выбираем сверло P6M5 ГОСТ 10902-77 диаметром от 0,5 до 20 мм. Сверла по металлу (средняя серия) изготовлены из быстрорежущей стали Р6М5/HSS. Предназначен для сверления отверстий в сталях повышенной и высокой обрабатываемости, твердостью 159…229НВ. Марка быстрорежущей стали Р6М5 из которой выполнено сверла позволяет работать на высоких оборотах.

Для измерения и контролирования размеров вала применяем штангенциркуль: ШЦ-I-125-0,5 ГОСТ 166-80.

На основании разработанных технологических переходов предварительно назначаем технологический маршрут обработки детали

А005 Заготовительная

А010 Токарная черновая

Б16К20П

А015 Токарная чистовая

Б16К20П

А020 Фрезерная

Б6P80

А025 Сверлильная

Б2М112

А030 Контрольная

Бплита контроля мастер ОТК

4. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИОННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

вал токарный фрезерный сверлильный

015 Токарная чистовая обработка

Закрепить заготовку

Точить поверхности 2 до Ø195мм h7 как чисто.

Точить поверхность 1 по длине 10 мм как чисто.

Точить фаску поверхности 1 по длине 1 на угол 45 (1×45)

Переустановить заготовку

Точить поверхность 4 до Ø195 h7 как чисто.

Точить поверхность 5 на длину 10 мм как чисто

Точить фаску поверхности 5 (1×45)

Выполним расчет режимов резания поверхности 6 до Ø100 по длине 60 мм по формуле:

182,6 м/мин. (4.1)

К_V - поправочный коэффициент;

К_V = К_МV × К_ПV × К_ИV =0,8 (4.2)

где К_МV - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

К_Г - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости; принимаем К_Г=1,0;

σ_В - предел выносливости; принимаем σ_В=750 МПа;

n_V - показатель степени; принимаем при обработке резцами n_V=1,75;

К_ПV - коэффициент, учитывающий влияние состояние поверхности; принимаем для проката К_ПV=0,9;

К_ИV - коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала; принимаем К_ИV=1,0.

Определяем частоту вращения заготовки:

n = 581,52 об/мин,  (4.3)

где D - наибольший диаметр обрабатываемой заготовки.

Принимаем обороты станка n=550 об/мин , тогда скорость составит

V = 172,7 м/мин.  (4.4)

Определяем силу резания:

Р_z = 10 С_P t^x S^y Vⁿ К_P = 10×300×1^1,0×0,37^0,75×172,7^-0,15×0,8 = 302,48Н, (4.5)

где С_Р, x, y, n - коэффициенты, зависящие от вида обработки; при наружном продольном точении С_Р =300; x=1,0; y=0,75; n=-0,15 ;

К_P - коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

К_P = К_МР К_φР К_γР К_λР К_rP =0,8

где К_МР - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;

К_φР, К_γР, К_λР, К_rP - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке стали; принимаем К_φР= 1,08; К_γР=1,0; К_λР=1,0; К_rP=0,87.

Определяем мощность резания:

 0,931 кВт ≈ 1кВт (4.6)

020 Фрезерная операция

Выполним режим фрезерования поверхности 3 шириной 40 по Ø195. Выбираем шпоночную немерную фрезу по (ТУ 2-035-858-82) двухперую.

Скорость резания при фрезеровании шпоночного паза на поверхности 3 на глубину 30 мм определяется по формуле:

 (4.7)

Значения коэффициентов выбираются по таблице С_v =12, g=0.3, x=0.3, y=0.25, u=0, p=0, m=0,26; w=-0,13.

D - диаметр фрезы, 40 мм.

T - период стойкости инструмента 120 мин.

S_z - подача при фрезеровании на вертикально-фрезерных станках.

Продольное движение фрезы, мм; 0,37

Осевое врезание на глубину, мм; 1

В-ширина фрезерования, мм; 40

z - число зубьев фрезы 2

К_v - коэффициент скорости при резании зависящий от свойств материала

К_v =K_MV K_ПV K_ИV =1

К_г =1, n_v = 1, G_V=750МПа, K_ПV =0,8 K_ИV =0,8

Скорость резанья м/мин

Частота вращения фрезы об/мин

Определяем силу резанья

 (4.8)

где значения всех коэффициентов выбираем из таблицы

С_Р=12,5, x=0.3, y=0.8, u=0,25, g=1.1, w=-0,13, K_mp=1

Сила резания 

Определяем крутящий момент на шпинделе

 (4.9)

Определяем мощность резанья

 (4.10)

025 Сверлильная операция

Выполним режим сверления поверхности 8 на глубину 10 мм.

Скорость сверления поверхности 8 мм до Ø10 определяется по формуле:

 (4.11)

Скорость сверления

м/мин

Значения коэффициентов выбираются по таблице С_v =7,0, g=0,40, y=0.70, m=0,20;Т=15.

D - диаметр сверла, 40 мм.

К_v - коэффициент скорости при резании зависящий от свойств материала

К_v =K_MV K_ПV K_ИV =1

Частота вращения сверла

 (4.12)

об/мин

Определяем крутящий момент

 (4.13)

 (4.14)

где значения всех коэффициентов выбираем из таблицы

Определяем мощность резанья

  (4.15)

5. НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Штучное время при токарной операции определяется по формуле:

Т_Ш =Т_ОП +Т_ОТД

Где Т_ОП - оперативное время, мин

Т_ОТД - время отдыха (принимаем 2% от продолжительности смены Т_ОТД =10мин)

Определяем оперативное время:

t_ОП = t_О + t_В  (5.1)

где t_О - основное время

t_В - вспомогательное время

Основное время для токарной операции определяется по формуле:

 (5.2)

где l - расчетная длина рабочего хода инструмента; i - число рабочих ходов; n - частота вращения фрезы; S - подача на зуб фрезы

Вспомогательное время на каждый переход принимаем ориентировочно, в зависимости от сложности выполняемой операции.

t_В1=3,9мин

t_ОП = 1,35 +3,9=5,25мин

Определяем штучное время и штучно калькуляционное

t_ШК= t_Ш = t_ОП + t_ОТД = 5,25 + 10 = 15,25мин.

Основное время фрезерования определяется по формуле:

 (5.3)

где l - расчетная длина рабочего хода инструмента

i - число рабочих ходов

n_ф - частота вращения фрезы

S_z - подача на зуб фрезы

z - число зубьев фрезы

Вспомогательное время на каждый переход принимаем ориентировочно, в зависимости от сложности выполняемой операции.

t_В1=3,9мин

t_ОП = 6,33 +3,9=10,23мин

Определяем штучное время и штучно калькуляционное

t_ШК= t_Ш = t_ОП + t_ОТД = 10,23 + 10 = 20,23мин.

Основное время для сверлильной операции определяется по формуле:

 (5.4)

где l - расчетная длина рабочего хода инструмента

i - число рабочих ходов

n - частота вращения фрезы

S - подача на зуб фрезы

Вспомогательное время на каждый переход принимаем ориентировочно, в зависимости от сложности выполняемой операции.

t_В1=3,9мин

t_ОП = 1,6 +3,9=5,5 мин

Определяем штучное время и штучно калькуляционное

t_ШК= t_Ш = t_ОП + t_ОТД = 5,5 + 10 = 15,5 мин .

ЛИТЕРАТУРА

1.Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине: "Технологические основы машиностроения" / Сост. Д.В. Попов, Э.С. Савенко., А.Г. Каспарьянц - Макеевка: ДонГАСА, 2002. - 29 с.

2.Справочник технолога-машиностроителя. - В 2-х т. - Т2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

. Справочник технолога-машиностроителя - В 2-х т. - Т1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.