Разработка технологического процесса изготовления детали «Основание». Проектирование специальной оснастки

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ–УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»

 

 

Институт   Учебно-научно-исследовательский институт информационных

технологий

Кафедра    Приборостроение, метрология и сертификация

УДК  658.018

 

 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

К  КУРСОВОМУ  ПРОЕКТУ 

по дисциплине «Технология  и оборудование в приборостроении  и машиностроении»

 

Тема «Разработка технологического процесса изготовления детали «Основание». Проектирование специальной оснастки»

 

 

Проект выполнил

Студент гр. 41-УК           ___________________        Новоселов С.С

Подпись    

Принял

руководитель                       ___________________        Козлова  Л.Д

Подпись    

Нормоконтролер                 ___________________        ___________________

Подпись    Фамилия, И.О.

Члены комиссии                 ___________________        ___________________

Подпись    Фамилия, И.О.

 

 

Курсовой проект защищен  с оценкой      _______________________

 

 

 

 

Орел, 2013 

 

Содержание

 

Введение 4

1 Технологический  контроль рабочего чертежа 5

2 Выбор  исходной заготовки 6

3  Анализ технологичности конструкции  детали «Основание» 10

3.1 Качественный анализ технологичности 10

3.2 Количественный анализ технологичности 11

4 Выбор  методов обработки поверхности  детали после заготовительной  операции 16

5 Выбор  средств технологического оснащения  для каждой операции 17

5.1 Выбор станков 17

5.2 Выбор режущего инструмента 17

4.3 Выбор измерительного инструмента 19

5.4 Выбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) 20

6 Расчет  припусков и промежуточных технологических  размеров 23

7 Расчет  технологических режимов 26

7.1 Расчет режимов резания для выполнения рабочего перехода на токарно-револьверном станке 26

7.2  Расчет режимов резания для выполнения рабочего перехода на фрезерном станке 28

7.3 Расчет режимов резания для выполнения рабочего перехода на сверлильном станке 30

8 Определение  технически обоснованных норм  времени выполнения технологических  операций 34

8.1 Определение норм времени на операцию сверления отверстий Ø3,85 мм с использованием приспособления 34

8.2 Определение норм времени на операцию сверления отверстия Ø3,85 мм без использования приспособления 37

9 Проектирование  специальной оснастки 40

9.1 Описание назначения, конструкции и принципа работы оснастки 40

9.2 Расчет требуемого усилия зажима и выбор конструкции зажимного элемента. Расчет элементов зажимного устройства. 40

9.3 Расчет экономического эффекта от использования приспособления 43

Заключение 46

Список  использованных источников 47

ПРИЛОЖЕНИЕ  А 49

ПРИЛОЖЕНИЕ  Б 50

Приложение В 53

Приложение Г 54

Приложение Д 55

ПРИЛОЖЕНИЕ  Е 56

 

 

Введение

 

Приборостроение и машиностроение – одни из наиболее обширных и важных областей инженерной деятельности во всем мире, крупнейшая и самая комплексная  отрасль обрабатывающей промышленности, включающая более 200 подотраслей и производств. Современные тенденции в приборо- и машиностроении – использование качественно новых, ресурсосберегающих технологий.

Технологический процесс  – часть производственного процесса,  содержащая целенаправленные действия по изменению или определению  состояния предмета труда. К основным технологическим требованиям относятся  соответствие конструкции оптимальным  технологическим условиям ее изготовления; возможность типизации, механизации  и автоматизации производственных процессов; обеспечение рациональных методов контроля. Важнейшие технологические  требования — это соответствие выбранных  параметров конструкции условиям ее эксплуатации; повышение мощности, рабочих скоростей; унификация материалов, деталей и сборочных единиц. В  данном курсовом проекте разрабатывается  технологический процесс изготовления детали «Основание». Деталь изготавливается методом литья под давлением. Метод позволяет изготавливать отливки очень сложной конфигурации, с высоким качеством поверхности. Станки выбраны с учетом ресурсосбережения с минимальными мощностями. Обрабатывающий инструмент выбран с повышенным качеством режущей части. Специальная технологическая оснастка спроектирована с учетом размера детали и ее конструктивных особенностей. Перечисленные параметры являются приоритетными при разработке технологического процесса.

 

1 Технологический  контроль рабочего чертежа

 

Целью технологического контроля рабочего чертежа является выявление  недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах, а так  же возможное улучшение технологичности  рассматриваемой конструкции.

Рассматриваемый рабочий  чертеж детали «Основание» содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали. Проекции представленные на чертеже, дают четкое и однозначное представление о конфигурации детали, а так же возможные способы получения заготовки. На чертеже указаны все размеры с необходимыми допусками, параметры шероховатости обрабатываемых поверхностей, а так же все необходимые сведения о материале детали. При технологическом контроле чертежа установили, что шероховатость соответствует требованиям квалитетов.

После анализа чертежа  принимаем решение об изготовлении заготовки методом литья под давлением.

 

2 Выбор  исходной заготовки

 

Проанализируем технологические  свойства материала алюминий АЛ3, полученные данные занесем в таблицы 1-3.

 

Таблица 1 – Химический состав алюминий  АЛ3 по ГОСТ 2685 - 75  

Обозначение химических элементов	Содержание химических элементов, %
	Fe	Si	Mn	Al	Cu	Pb	Mg	Zn	Sn	Примесей	-
	до   1.6	4.5 - 5.5	0.6 - 0.9	88.1 - 93.05	1.5 - 3	до   0.05	0.35 - 0.6	до   0.3	до   0.01	всего 1.9	Zr+Ce<0.5

 

 

Таблица 2 – Характеристика физико – механических свойств алюминий  АЛ3 по ГОСТ 2685 - 75

Наименование, характеристика, условное обозначение, ед. измерения
Предел текучести, МПа	Твердость, НВ	Ударная вязкость KCU кДж/м2	Относительное удлинение  δ, %	Линейная усадка, %
200	850 МПа	-	0,5-2,0	1,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица - 3 – Характеристика технологических свойств материала алюминий  АЛ3 по ГОСТ 2685 - 75

Марка материала  ГОСТ	Наименование свойств  материала
	Пластичность	Литейные свойства	Обрабатываемость резанием	Обрабатываемость давлением	Свариваемость	Линейная усадка	Термическая обработка
							Температура плавления	Закалка двухступенчатая	Старение
Алюминий АЛ3	Хор.	Хор.	Удовл.	Хор.	Удовл.	1,15%	690-760 ºС	515±5ºС, 2 - 4ч + 525±5ºС, 2 - 4ч	От 175±5 ºС до 330±5 ºС, 3-5ч

 

Сплавы АЛЗ, АЛ5 системы А1— Si—Си—Mg отличаются повышенной жаропрочностью; детали из них могут работать длительно при температурах до 250-270 °С. Коррозионная стойкость пониженная, детали следует анодировать и защищать лакокрасочными покрытиями.

При использовании режимов закалка и кратковременное (неполное) искусственное старение, закалка и полное искусственное старение, закалка и стабилизирующий отпуск, закалка и смягчающий отпуск для деталей, не имеющих массивных участков, можно применять одноступенчатый нагрев до 525±5ºС 3-5ч. Сплав АЛЗ используется для корпусов арматуры и приборов, работающих до 275 °С.

В результате технологического контроля были выявлены и устранены  недостатки в рабочем чертеже  детали. Исправленный чертёж приведён в приложении А.

 

2 Выбор способа получения заготовки

 

Наиболее подходящим способом получения заготовки детали является литье, так как этот способ не является трудоемким, в сравнении с другими  способами, не имеет большого количества отходов и идеально подходит для  данного материала, так как он обладает хорошими литейными качествами.

 

Таблица 4 - Технологические  возможности способов получения 

Заготовки из алюминий  АЛ3 по ГОСТ 2685 - 75

Технологические возможности способов получения заготовки		Способ получения заготовок
		Литье под давлением	Литье в кокиль	Литье по выплавляемым моделям
1 Степень точности поверхности  отливок по ГОСТ 26645-85		3-7	5 – 7	8 - 10
Среднеэкономическое значение	2 Квалитет точности размера, IT	11-13	12 - 14	15 - 17
	3 Шероховатость поверхности,Ra,Rz,мкм	Rа= 3,2-0,4, Rz = 20≥ мкм	Ra=3,2-1,6, Rz=80-10мкм	Ra6,3-1,6, Rz=40-10мкм
4 Глубина дефектного слоя		30	50	30
Минимальное значение, мм	5 Диаметра отверстия	1,2	8	8
	6 Толщины стенок	1,5	2,5-4	3-4
	7 Резьбы	Шаг 1 диаметр 10	Наружный диаметр: 6 мм; внутренний: 20 мм	Наружный диаметр: 6 мм; внутренний: 20 мм
8 Оптимальная толщина стенок		1,5	3-8	1,5
9 Технологические	Уклоны, град	20/ - 1o	от 2° до 5°	от 50 до 10o
	Радиусы, мм	0,5	0,5	0,2
11 Наиболее экономично для типа производства		Массовое, крупносерийное, серийное	Крупносерийное, среднесерийное, мелкосерийное	Массовое, крупносерийное

 

Анализируя таблицу 4, наиболее подходящим способом является  литьё  под давлением, т.к. данный способ обеспечивает    квалитет точности. Минимальное значение отверстия 1,2мм, когда остальные способы имеют минимальное значение отверстия 8мм.  К преимуществам литья металлов под давлением относятся высокая точность размеров, четкий рельефный контур отливки, высокая производительность. Литье металлов под давлением позволяет получить тонкие стенки отливок, какие другими методами отлить невозможно. Высокая точность размеров отливок, полученных литьем под давлением, по сравнению с точностью отливок, изготовленных другими способами литья, позволяет использовать их в изделиях почти без механической обработки, кроме того шероховатость поверхности на необрабатываемых поверхностях, позволяет придать отливке товарный эстетический вид. Механической обработкой обычно получают в отливке мелкие отверстия, резьбы и иногда опорные и сопрягаемые поверхности.

 

3  Анализ технологичности  конструкции детали «Основание»

 

Оценка технологичности конструкции  может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность  конструкции обобщенно на основании  опыта исполнителя и допускается  на всех стадиях проектирования как  предварительная. Количественная оценка технологичности выражается числовыми  показателями, которые оказывают  существенное влияние на отработку  рассматриваемой конструкции на технологичность [2].

3.1 Качественный анализ технологичности

 

Анализ технологичности необходимо производить с учетом следующих факторов, определяющих технологические требования к заготовкам: конфигурации под внутренних и внутренних поверхностей, соотношения толщин стенок, конфигурации наружных поверхностей, соотношения толщин стенок и габаритных размеров заготовки, глубин отверстий и их диаметров, геометрии наружных ребер, диаметров отверстий и резьб, расстояний между ними, радиусов скругления, уклонов, наличия и размеров платиков и бобышек.

Конструкцию детали следует отрабатывать на технологичность комплексно, учитывая зависимости от технологичности  исходной заготовки детали, от каждого  вида обработки в технологическом  процессе изготовления, от технологичности  сборочной единицы, в которую  эта деталь входит как составная  часть.

Проанализировав конструкцию детали «Основание», с учетом ее функциональных назначений необходимо отметить:

• в конструкции использованы унифицированные элементы формы детали, которые можно получить стандартным инструментом;
• для ответственных поверхностей шероховатость Ra=0,8 , для менее ответственных – Ra=3,2 ,
• ответственные размеры по 7-му квалитету точности, остальные по 10 и 12 квалитету;