Разработка технологического маршрута обработки колодки тормозной

Разработка технологического маршрута обработки колодки тормозной

Костанайский социально-технический университет имени академика З. Алдамжар

ТЕХНИЧЕСКИЙ факультет

Кафедра ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ

Курсовая работа по дисциплине

«Технология машиностороения»

ТЕМА: «Разработка технологического маршрута обработки колодки тормозной»

Выполнил: Шамов Владимир Эдуардович

студент 5 курса специальности ТТТиТ, з/о

Научный руководитель Бутко В. Н.

кандидат технических наук, доцент

Костанай

Содержание

Исходные данные

Введение

. Назначение детали

. Анализ технологичности детали

. Определение типа производства

. Обоснование способа изготовления заготовки

. Разработка маршрутного технологического процесса обработки

. Определение межоперационных припусков

. Расчёт режимов резания и технических норм времени

. Способы установки

. Обоснование измерительного инструмента

Заключение

Список использованной литературы

Исходные данные

Наименование детали - колодка тормозная.

Годовая программа, штук - 800

Заданная поверхность - обработка отв.Ø30Н11

Вариант: 13

Материал: сталь 35Л ГОСТ 977-75

Чертеж детали дан на рис. 1.

Рисунок 1. Чертеж колодки тормозной

Введение

Машиностроение - важнейшая отрасль промышленности.

Его продукция - машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства.

Рост промышленности и народного хозяйства, а так же темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Отрасль науки, занимающаяся изучением закономерностей, действующих в процессе изготовления машин в необходимом количестве, в сочетании с качеством при наименьшей себестоимости называется технологией машиностроения.

Одной из главных задач технологии машиностроения является изучение закономерностей протекания технологических процессов и выявление тех параметров, воздействие на которые наиболее эффективно для интенсификации производства и повышения его точности.

В основах технологии машиностроения не рассматривается сущность технологических методов, а дается их сравнительная характеристика в целях выбора и целесообразного применения при построении технологических процессов в зависимости от конкретных условий производства.

Как прикладная наука технология машиностроения имеет большое значение в подготовке специалистов для машиностроительной промышленности.

Она вооружает их знаниями, необходимыми для повседневной и творческой деятельности по разработке прогрессивной технологии и создания конструкций машин, позволяющих применить их при производстве высокопроизводительные технологические методы.

Анализируя исторический путь развития технологии различных производств и обслуживающих их машин, нетрудно заметить основные тенденции развития современного машиностроения.

Это, во-первых, непрерывный рост машиностроения, увеличение номенклатуры и числа машин, выпускаемых для всех отраслей народного хозяйства.

Во-вторых, неуклонное повышение мощности и производительности машин, их технологичности и экономичности при одновременном относительном снижении веса и размеров.

Основой для расширения машиностроения служит новый, более высокий уровень организации, управления и технологии производства - широкое внедрение специализации, поточности, механизации и автоматизации производства, использование принципов взаимозаменяемости, унификации, нормализации и стандартизации типов машин, их узлов и деталей, внедрение прогрессивной технологии.

Создание всё более мощных производительных, технологичных и экономичных машин со сниженными весовыми и габаритными характеристиками обусловлено непрерывным их конструктивным совершенствованием, повышением скоростей и ускорений движущихся частей, действующих нагрузок, напряжений, температур и других параметров. Это, в свою очередь, вызывает необходимость использования новых, более прочных и износостойких материалов, различных способов их упрочнения и коррозионной защиты, совершенствования формы деталей, применения полых и тонкостенных сечений и так далее.

1. Назначение детали

колодка тормозная технологический обработка

Колодка тормозная является одной из важных деталей в механизме тормоза. Она служит для зажатия тормозного шкива и благодаря этому происходит остановка механизма подъёма; механизма передвижения и т. п.

Служит для безопасной работы в целом для вышеперечисленных механизмов.

Тормозные колодки, которые монтируются на тормозных рычагах, служат звеньями, передающими момент торможения на тормозной шкив.

Наиболее ответственной поверхностью тормозной колодки является участок цилиндрической поверхности, на которой навинчивается или наклёпывается фрикционный материал, так же отверстия в ушках для посадки колодки на палец, соединяющий её с рычагом. Это отверстие обрабатывается по 9-ому квалитету.

Поверхность под накладки обычно не обрабатывают, отливка должна иметь радиус с отклонением не более 0,2 мм только крупные колодки в мелкосерийном производстве растачиваются по этой поверхности.

Заготовки колодок изготавливаются из стали 35Л ГОСТ 977-75 путем отливки в комбинированную форму, где радиусная поверхность образуется металлической плитой (кокиль).

Все остальные поверхности получают в сырой песчаной форме со стержнем при машинной формовке по металлической модели.

Допуски на отливки соответствуют ΙΙ классу точности по ГОСТ 1855-55.

Перед сборкой формы кокиль окрашивают жаростойкой краской и подогревают до 120º С.

При сборке должно быть достигнуто прилегание кокиля к форме для устранения опасности появления разностепенности на участке цилиндрической поверхности колодки.

Тормозные колодки по конструктивным особенностям, технологическим задачам обработки и структуре операций могут быть отнесены к подклассу рычагов.

Наиболее ответственной поверхностью тормозной колодки является участок внутренней цилиндрической поверхности, на который наклёпывается фрикционный материал, а так же отверстие в ушках для посадки колодки на палец, соединяющий её с рычагом.

Это отверстие обрабатывают по 11 квалитету.

Ось отверстия должна быть параллельна образующей цилиндрической поверхности с отклонениями не более 0,3 мм, по всей ширине колодки.

Поверхность под накладки обычно не обрабатывают.

. Анализ технологичности детали

В качестве основной установочной базы используются радиусная поверхность тормозной колодки, являющаяся сборочной базой детали и не подвергающаяся обработке.

Технологический маршрут включает следующие основные операции:

обработка торцов поверхности двух приливов с обеих сторон производиться на горизонтально-фрезерном станке набором из четырех дисковых фрез (операция 1);

обработка под ось отверстия в ушках колодки (операция 2) выполняется на револьверно - сверлильном станке при установке кондуктора на универсальной поворотной стойке с горизонтальной осью поворота: в одном ушке последовательно со сменой инструмента и кондукторных втулок, выполняются переходы: сверление - зенкование - развертывание - снятие фаски.

При обработке отверстий в ушках с двух сторон возможно появление несоосности отверстий.

Поэтому при меньшей ширине колодки переходы зенкования и развертывания выполняют с одной стороны на проход инструментом, направляемым двумя кондукторными втулками (переднее и заднее направление).

Сверление отверстий под заклепки (операция 3) для крепления накладки из ферридо производится на радиально - сверлильном станке по кондуктору. Так как отверстия расположены по внутреней образующей цилиндрической поверхности, кондуктор с деталью последовательно устанавливают в четыре позиции путем поворота с помощью универсальной поворотной стойки на 20º.

Наиболее ответственной поверхностью тормозной колодки является участок внутренней цилиндрической поверхностью, на который наклёпывается фрикционный материал, а также отверстие в ушках для посадки колодки на палец, соединяющий её с рычагом. Это отверстие обрабатывают по 11 квалитету. Ось отверстия должна быть параллельна образующей цилиндрической поверхности с отклонениями не более 0,3 мм, по всей ширине колодки. Поверхность под накладки обычно не обрабатывают.

. Определение типа производства

Так как годовая программа N₁=800 штук, то производство единичное.

Количество деталей на изделие m=1.

Режим работы предприятия 2 смены.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования [1]:

_д=4029 часов                         (1)

Все данные сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Данные для определения типа производства

Определение штучно-калькуляционного времени.

Основное технологическое время Т'₀:

Т'₀=6·l=6·55=288·10^-3 мин    (2)

где Т'₀ - основное технологическое время фрезерования.

Штучно-калькуляционное время:

Т_шк=φ'_к·Т₀                              (3)

где φ'_к=1,84 для фрезерования

φ'_к=1,75 для сверления на радиально - сверлильном станке

Т'_шт=0,288·1,84=0,53 мин

Т²₀=0,52·dl=0,52·30·130=2,028 мин       (4)

Т²_шт=2,028·1,75=3,489 мин

Т³₀=0,53·dl=0,52·8·9=0,03744 мин         (5)

Т³_шт=0,03744·1,75=0,06552 мин

Определение количества станков:

m_р=                                   (6)

где η_з.н - нормативный коэффициент загрузки оборудования, η_з.н=0,8

'_р==0,0021923²_р==0,014³_р==0,0002688

Принятое число рабочих округляем m_р до ближайшего целого в большую сторону

Р¹=Р²=Р³=1                                      (7)

Фактический коэффициент загрузки рабочего места по формуле:

η'_з.ф=                                  (8)

η'_з.ф==0,0021923

η²_з.ф==0,014

η³_з.ф==0,0002

Количество операций выполняемых на рабочем месте:

О=                                    (9)

О¹==400

О²==57,14

О³==4000

Коэффициент закрепления операций:

К_з.о==1486                  (10)

Производство будет единичным.

. Обоснование способа изготовления заготовки

Материал сталь 35Л ГОСТ 977-75.

Годовая программа 800 шт.

Производство единичное.

Заготовку изготовляют литьем.

Внутреннюю цилиндрическую поверхность тормозной колодки отливают в кокиль. Остальную часть детали отливают в песчаную форму.

Заготовки колодок изготавливают из стали - путём отливки в комбинированную форм, где радиусная поверхность образуется металлической плитой, а всё остальное в сырой песчаной форме со стержнем при машинной формовке по металлической модели. Допуски на отливку соответствуют 2 классу точности по ГОСТ 1855-55.

Перед сборкой кокиль окрашивают жаростойкой краской и подогревают до 120°. При сборке должно быть достигнуто прилегание кокиля форме для устранения разностенности на участке цилиндрической поверхности колодки.

-й класс точности.

ΙΙΙ-я группа сложности.

. Разработка маршрутного технологического процесса обработки

Маршрут технологического процесса обработки детали показан в Таблице 2.

Таблица 2

Маршрут технологического процесса обработки детали

Технологический процесс обработки детали показан на рис. 2.

Рисунок 2. Технологического процесса обработки детали.

. Определение межоперационных припусков

Все расчеты сведены в таблицу 3

Таблица 3

Определение межоперационных припусков

Суммарное отклонение:

                  (11)

ρ_см=1 мм

ρ_кор=∆К·l=1·138≈0,14 мм      (12)

                    (13)

δ=3 мм

=1,82 мм

Остаточное пространственное отклонение:

После сверления ρ₁=0,06·1820=109 мкм

После зенкерования ρ₂=0,05·1820=91 мкм

После развертывания ρ₃=0,02·1820=36 мкм

Расчет минимальных значений припусков:

Z_min=2 (R_zi-1+Т_i-1+ρ_i-1)             (14)

под сверление

Z_minl=2·(80+150+109)=2·309 мкм

под получистовую обработку (зенкерование)

Z_min2=2·(30+40+91)=2·151 мкм

под получистовую обработку (развёртывание)

Z_min3=2·(6+10+36)=2·52 мкм

ρ=ρ_кор

                 (15)

где ∆k=0,7=90 мм - ширина фрезерования=125 мм - диаметр фрезы

ρ=ρ_кор

ε=                               (16)

где ε_б - погрешности базирования

ε₃ - погрешности по длине

ε_б=90 мкм [4]

ε₃=l·tg α=55·0,004=3 мкм

ε==90 мкм

δ [4]

Предельные размеры:=20 мм=20+0,18=20,18 мм

При литье получают размеры заготовки l=21 мм квалитет 15 для отливки предельные размеры:=21 мм=21,84 мм

=21,84-20,18=16660 мкм

=21-20=1000 мкм

Проверка:

-=20,18-20=0,18 мм

δ₁=180 мкм

-=21,84-21=0,84 мм

δ₃=840 мкм

7. Расчёт режимов резания и технических норм времени

Принимаем станок 6Р81Ш [2]:

широкоуниверсальный класс точности П;

стол поворотный;

угол поворота фрезерной головки 360º;

частота вращения шпинделя n=50÷1600 об/мин

число передач 16;

подача S=14÷390 мм/мин

скорость резания

                              (17)

при n=300

_ф==62,5 мм

=19,4 м/мин

Скорость зависит от материала фрезы и длины фрезерования:

_p=V·K₁·K₂·K₃=19,4·0,86·1·1=16,7 м/мин

Штучно-калькуляционное время:

Т_штк=t_о+t_всп+t_отд+t_техо+t_ос                  (18)

                                (19)

=17 мм

Расстояние на врезание и перебег:

=0,01714 мин

Вспомогательное время:

_всп=t₁+t₂+t₃+t₄+t₅                     (20)

где t₁=7 мин - время на наладку станка и установку детали₂=10 мин - время на установку плиты₃=0,3 мин - время на установку втулки₄=0,01 мин - время включения станка₅=0,4 мин - время на установку фрезы_всп=7+10+0,3+0,01+0,4=17,71 мин

Оперативное время: t_оп=t_осн+t_всп=0,017+17,71=17,727 мин_о=0,88 мин - время на отдых - 5 %_обс=1,06 мин - время на техническое обслуживание_техобс=0,01·t_оп=0,18 мин

Т_штк=0,017+17,71+0,88+1,06+0,18=19,847 мин

а) глубина резания t (мм) определяется припуском на обработку, которую выгодно производить за один рабочий ход.

Для уменьшения влияния сил резания можно разделить припуск на несколько ходов:

при черновой обработке - 3-5 мм

при получистовой обработке - 2-3 мм

при чистовой обработке - 0,5-1 мм

б) Подача S (мм/об) выбирается из [1]=0,8 (мм /об)

в) стойкость резца принимается равной 90.

г) скорость резания V (м/мин) выбирается из [1].

По выбранной скорости резания и диаметру обрабатываемой детали находим число оборотов шпинделя:

=171,97 об/мин

Уточняем число оборотов по паспорту станка:

=16,485 об/мин

Штучное время для обработки заданной поверхности определяется по формуле:

_шт.к=t_o+t_вcn+t_oб+t_oтд                  (21)

                           (22)_п=1,5÷3 мм_вр=3÷4 мм

=0,21 мин_всп=t_c+t_и+ t_xx1                    (23)

_c=1 мин_и=0,5 мин_xx1=0,105 мин_вcn=1+0,5+0,105=1,605 мин_шт.к=1,605+0,21+3+5≈10 мин

t_шт.к=t_o+t_вcn+t_oб+t_oтд                 (24)

                           (25)_п=1,5÷3 мм_вр=3÷4 мм

=0,21 мин

. Способы установки

В качестве основной установочной базы используется радиусная поверхность тормозной колодки, являющейся сборочной базой и не подвергающаяся обработке [1].

Способ установки детали показан на рис. 3.

Рисунок 3. Способы установки детали

. Обоснование измерительного инструмента

Измерительные приборы и инструменты применяю для измерения не одного, а всех размеров, охватываемых инструментом. Из большого разнообразия таких приборов и инструментов для измерения внутреннего диаметра зубчатого колеса выбираем штангенциркуль.

Его широко применяют в машиностроении для измерения наружных и внутренних размеров, а также глубин и высот. Штанга 6 штангенциркуля - линейка с основной шкалой и губками 1 и 2. По штанге передвигается рамка 5 с губками 3 и 9 и глубиномером 7. Рамка на штанге закрепляется винтом 4. Размеры отсчитывают по основной шкале и нониусу 8, представляющему вспомогательную шкалу на рамке, служащую для отсчета долей миллиметра. Раньше выпускались штангенциркули с нониусами, дающими точность отсчета до 0,1, 0,05 и 0,02 мм.

На рис. 1 б приведены основная шкала 1 и нониус 2 с величиной отсчета 0,1 мм в нулевом положении. Шкала этого нониуса получена при делении 19 мм на 10 частей. Следовательно, каждое деление нониуса имеет размер 1,9 мм, то есть на 0,1 мм меньше делений основной шкалы (2 мм). Если передвинуть нониус вправо, то, прежде всего штрих 1 нониуса совпадет со штрихом основной шкалы, при этом нулевое деление нониуса отойдет от нулевого деления основной шкалы на 0,1 мм. При дальнейшем передвижении нониуса со штрихами основной шкалы будут совпадать последовательно штрихи 2, 3, 4 и т.д. до 10, причем расстояние между нулевыми штрихами соответственно составит 0,2, 0,3, 0,4 и далее до 1,0.

Для отсчета размера по штангенциркулю нужно количество целых миллиметров взять по основной шкалы до нулевого штриха нониуса, а количество десятых долей миллиметра, взяв по нониусу определив, какой штрих нониуса основной шкалы. На рис. 4 в приведен размер 46,4 мм.

Рисунок 4. Штангенциркуль

Для получения нониуса с отсчетом на нем 0,05 мм делят 39 мм на 20 частей, тогда каждое деление нониуса на 0,05 мм меньше, чем 2 мм.

Заключение

Был разработан технологический маршрут обработки тормозной колодки. Годовая программа выпуска 8000 штук, материал изготовления Сталь 35Л ГОСТ 977-75, обработка отверстия: Ø30Н11.

Определены инструменты обработки и методы обработки.

Выполнены чертежи заданной детали, расчет технической нормы времени.

Список использованной литературы

1.     Горбацевич А. Ф., Шкред В. А.. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения» М., Высшая школа 1983.

2.      Косилова А. Г., Сухов М. Ф. «Технология производства подъёмно-транспортных машин» М, Машиностроение, 1992.