Описание назначения конструкции детали

ВВЕДЕНИЕ

Устойчивое, поступательное развитие народного хозяйства во многом определяется техническим прогрессом машиностроения. Для народного хозяйства необходимо увеличение выпуска продукции машиностроения и повышения ее качества. Этот рост осуществляется преимущественно за счет интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники, применение прогрессивных технологий. Повышение эффективности производства возможно путем его автоматизации и механизации, оснащения высокопроизводительными станками с ЧПУ, промышленными работами (ПР), создания гибких производственных систем (ГПС).

Технологический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии и их производства. Важно качественно, экономично и в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину.

Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию более современных машин и снижению их себестоимости. Актуальна задача повышения качества выпускаемых машин и, в первую очередь, их точности. В машиностроении точность имеет особо важное значение для повышения эксплуатационного качества машин. Обеспечение заданной точности – ответственная задача конструкторов, а ее технологическое обеспечение при наименьших затратах – основная задача технолога.

Отечественная станкоинструментальная промышленность создало высокопроизводительные станки различного технологического назначения и прогрессивные конструкции режущего инструмента, обеспечивающее высокую эффективность и точность обработки.

Технология машиностроения – это учение об изготовлении машин заданного качества в установленном программой выпуска количестве при наименьших затратах материала, минимальной себестоимости и высокой производительности труда. Станкостроение является важнейшей отраслью машиностроения. Тех ноология станкостроения изучает закономерности технологических процессов изготовления станков, выявляет параметры, воздействуя на которые, можно интенсифицировать их производство.

Процессы обработки заготовок деталей станков и их сборка взаимосвязаны и трудоемки. По своему назначению процессы изготовления и сборки являются определяющими во всем процессе производства станков. Знание технологических закономерностей является основным условием рационального проектирования технологических процессов и применение электронных вычислительных машин, обеспечивающих сокращение сроков проектирования, облегчения труда технологов и получения оптимальных вариантов проектируемых технологических процессов. Лишь на базе этих закономерностей может решаться задача автоматизации производства.

Представленная в дипломном проекте деталь 2522-1321004 «Шкив» изготавливается на РУП «Минский тракторный завод».

РУП «Минский тракторный завод» осуществляет задачу расширения номенклатуры выпускаемой продукции, повышения эффективности производства, качества и технического уровня выпускаемой продукции. С этой целью поставлены на производство тракторы «Беларус» упрощённой конструкции – модели 510, 512, 520, 522, 530, 532; садовая модификация «Беларус 680». Освоено производство тракторов мощностью 80-95 л.с., оборудованных новыми узлами и системами высокого уровня (модели 900/920, 950/952). Завод освоил производство нового трактора «Беларус 1221» мощностью 130 л.с., обладающего высокой экономичностью и производительностью. На базе выпускаемых тракторов «Беларус» и с использованием их узлов и агрегатов завод организовал производство 15 моделей альтернативной техники.

Завод создал мощности на 20 тыс. тракторов МТЗ-1222/1522/1822 и 2522;

Освоено производство тракторов: МТЗ-2522 мощностью 300 л.с. и выпуском 1-2 тыс. в год; МТЗ-1802 (гусеничный) мощностью 180 л.с. и выпуском до 1 тыс. в год; МТЗ-1822 мощностью 180-200 л.с. и выпуском на мощностях МТЗ-1522.

В настоящее время минский тракторный завод планирует выпустить 20 тракторов «Беларус-3023» с электромеханической трансмиссией.

Задачей дипломного проектирования по разработке технологического процесса и организации участка по обработке детали 2522-1321004«Шкив» является усовершенствование существующего базового технологического процесса на основе использования современного оборудования, высокопроизводительной оснастки с целью снижения себестоимости и улучшения организации труда.

 

 

ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Разработка технологического процесса

На основе предложенных мероприятий по усовершенствованию тех. процесса, предлагаю следующий маршрут обработки детали.

 

Таблица 2.5.1 Маршрут технологического процесса обработки.

Номер и наименование операции	Модель и наименование станка	Содержание перехода
005 Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Фрезеровать плоскость, центровать 4 отверстия, центровать 2 отверстия, сверлить 4 отверстия, сверлить 2 отверстия, зенкеровать 2 отверстия, зенковать фаску в 2 отверстиях, развернуть отверстие.
010 Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Фрезеровать торец, расточить отверстие, фрезеровать торец, расточить отверстие, расточить фаску, фрезеровать канавку, центровать 6 отверстий, сверлить 6 отверстий, зенковать 6 фасок, нарезать резьбу, расточить отверстие, расточить канавку, центровать 6 отверстий, сверлить 6 отверстий, зенковать фаску, нарезать резьбу, фрезеровать торец, центровать отверстие, сверлить отверстие, нарезать резьбу, фрезеровать выкружку
015Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный станок 2Н55	Нарезать резьбу в 12 отверстиях

Выбор оборудования

 

Выбор оборудования проводится на основании точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, припусков на обработку, типу производства.

 

Таблица 2.7.1 Оборудование

Наименование и номер операции	Наименование оборудования	Краткая характеристика	Основные Размеры l×b	Стои-мость млн.руб.	Мощ-ность кВт	Ремо-нтная слож-ность
005Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Наибольшая масса обрабатываемого изделия-700кг., размеры рабочей поверхности стола 500×500 мм.,кол-во позиций поворотного стола-120, точность авт. установки±3,кону-ISO50, частота вращения шпинделя-21,2-3000 мин,рабочие подачи стола,шп. Бабки,стойки-1-3600 мм∕мин Время смены инструмента-5 сек.	4450×4625
010Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Наибольшая масса обрабатываемого изделия-700кг., размеры рабочей поверхности стола 500×500 мм.,кол-во позиций поворотного стола-120, точность авт. установки±3,кону-ISO50, частота вращения шпинделя-21,2-3000 мин,рабочие подачи стола,шп. Бабки,стойки-1-3600 мм∕мин Время смены инструмента-5 сек.	4450×4625
015Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный 2Н55	Наибольший диаметр сверления в стали средней твердости 50 м Вылет шпинделя (расстояние от оси шпинделя до образующей колонны) 450 - 1500 мм Расстояние от нижнего торца шпинделя до плиты 470 - 1500 мм Наибольшее вертикальное перемещение рукава по колонне 680 мм Наибольшее осевое перемещение шпинделя 350 мм Конус шпинделя Морзе 5 Наибольший вес инструмента, управляемый противовесом при наибольшей допускаемой затяжке 30 кг   Количество скоростей вращения шпинделя 19   Пределы чисел Пределы чисел оборотов в минуту 30 - 1700	2625×968		4,5

Выбор станочных приспособлений

 

Выбор приспособлений зависит от типа производства. Для удобства пользования, повышения производительности, обеспечения надежности закрепления и точности установки применяются приспособления с ручными приводами.

 

Таблица 2.8.1 Станочные приспособления

Наименование операции	Наименование и модель оборудования	Наименование приспособления	Обозначение, ГОСТ	Краткая характеристика
Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Приспособление установочное	7420-5738	Ручное
Программная	Обрабатывающий центр ИР500	Приспособление установочное	7420-5641	Ручное
Радиально-сверлильная	Радиально-сверлильный 2Н55	Приспособление установочное	7100-0009	Ручное

Выбор режущего инструмента

 

Выбор режущего инструмента осуществляется исходя из условий обработки с учетом: применяемого оборудования, метода обработки, условий работы, материала обрабатываемой детали, требуемой точности и шероховатости поверхностей, типа производства.

 

2.9.1 Режущий инструмент

Номер и наименование операции	Наименование инструмента	Материал режущей части	Обозначение	ГОСТ
005Программная	Фреза торцоваяØ125	ВК8	2215-4012-04	Спец.
Сверло	Р6М5	6100-0143	Спец.
Сверло	Р6М5	2332-0146	Спец.
Сверло	Р6М5	2373-5708	11177-84
Зенкер	Т15К6	2126-5154-02	Спец.
Зенкер	Т15К6	2145-5006 Пластина MT1 CNMG090304	Спец.
Развертка	Р6М5	2126-5154-02	Спец.
010Программная	Фреза Резец Блок расточной Фреза Сверло Зенкер Метчик Фреза Сверло Сверло Зенкер Метчик Фреза Фреза Сверло Сверло Зенкер Сверло Зенкер Метчик Фреза Фреза	Р6М5 ВК8 ВК8 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5	2215-4012-04 SNMG120412 SEHN1204HF 2267-5006-02 2300-7391 23153-0133 2626-5209 2267-5006 2317-5068 2300-7391 2353-0133 2620-5209 2223-0005 2223-0005 2317-5068 2301-0034 2323-5783 2317-5068 118.2353-0133 118.2628-1617 118.2323-0027 223-5308	Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец. Спец.
015Радиально-сверлильная	Метчик	Р6М5	2620-5209	Спец.

Таблица 2.9.2 – Выбор вспомогательного инструмента

Номер и наименование операции	Режущий инструмент	Вспомогательный инструмент	Обозначение	ГОСТ
005Программная	Фреза	Оправка	6222-0137
Сверло	Втулка	191.831.072
010Торцекруглошлифовальная	Резец Фреза Резец Метчик	Оправка Оправка Оправка Патрон	7155-7078 622-0137 6300-4011 6162-4002

 

Выбор средств контроля

 

В зависимости от типа производства, точности контролируемых размеров, конструкции детали выбираем средства контроля и заносим их в таблицу 2.10.1

В соответствии с ГОСТ 8.051-81 погрешность средств контроля не должна превышать 25% для грубых и 35% для точных поверхностей от допуска на контролируемый размер. При приёме деталей до 7 квалитета включительно достигается среди принятых деталей наличие с отклонениями, выходящие за допустимую погрешность измерения до 5%, до 4% для 8 и 9 квалитета, до З% 10 квалитета и грубее.

Выбранные средства контроля сведены в таблицу 2.10.1

 

Таблица 2.10.1. - Средства контроля

Номер, наименование операции	Наименование средств контроля и контроли­руемый размер	Обозначение	ГОСТ
005 Программная	Штангенциркуль	ШЦ-1-125-0,1-1	166 – 89
Пробка	8113-0213 h9	18363-73
Фаскомер	8371-7049	Спец.
Пробка	8193-0925 H9	14816-69
010 Программная	Пробка	8141-5134	16777-75
Мкрометр	МК 50-75-1	162-89
Индикатор	ИРБ Г	5584-75
010Радиально-сверлильная	Пробка М8-6Н	8221-0036	7470-92

Расчет режимов резания

 

Рассчитываем режимы резания на 005 операцию –Программную

 

Станок:ИР500.

Содержание операции: 1Серлить отверстие до диаметра 13,2мм.

2Зенкеровать отверстие до диаметра 9,2 мм.

Заготовка сталь ВЧ 50 ГОСТ 7293-85.

Инструмент: 1Сверло Ø13,2мм Р6М5.

2Зенкер Ø9,2 мм Р6М5.

СОЖ- эмульсия.

Расчет ведем по литературе [, ].

Выбор глубины резания

= 1,4 мм;.

Выбор инструмента

В соответствии с рекомендациями приложения 1 обработку производим сверлом из Р6М5.

Нормативный период стойкости принимаем Т=60 мин (приложение 13).

Выбор подачи

= 0,42 мм/об;

= 0,35 мм/об.

Выбранные значения подач корректируем с учетом поправочных коэффициентов, по формуле [2, с 57]

 

= × × × × × × × × × , (2.11.1)

 

где – коэффициент, зависящий от инструментального материала;

– коэффициент, зависящий от способа крепления пластины;

– коэффициент, зависящий от сеченияхвостовика сверла;

– коэффициент, зависящий от прочности режущей части;

– коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала;

– коэффициент, зависящий от способа установки заготовки;

– коэффициент, зависящий от геометрических параметров сверла;

– коэффициент, зависящий от жёсткости станка;

– коэффициент, зависящий от состояния поверхности заготовки.

= 1,0 = 1,0

= 1,0 = 1,0

= 1,0 = 1,0

= 1,0 = 1,0

= 0,9 = 0,9

= 1,2 = 1,2

= 0,95 = 0,95

= 1,0 = 1,0

= 0,85 = 0,85

= мм/об.

= мм/об.

Определение сил резания

= 3675 Н; = 360 Н;

= 2647 Н; = 360 Н;

Выбранные значения сил резания корректируем с учетом поправочных коэффициентов, по формуле [2, с 57]

 

= × × × × , (2.11.2)

= × × × × , (2.11.3)

 

где –коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала;

– коэффициент, зависящий от главного переднего угла;

– коэффициент, зависящий от главного угла в плане;

– коэффициент, зависящий от угла наклона режущей кромки.

=1,1;

= =0,9;

= =1,0;

= =1,0.

= 1340×1,1×0,9×1,0×1,0=3675 Н;

= 360×1,1×0,9×1,0×1,0=356 Н;

= 2647×1,1×0,9×1,0×1,0=2647 Н;

= 360×1,1×0,9×1,0×1,0=356 Н.

Выбор скорости резания

= 25,2 м/мин

= 25,8 м/мин

Выбранные значения скорости корректируют с учетом поправочных

коэффициентов, по формуле [2, с 57]

 

= × × × × × × × × , (2.11.4)

 

где = 1,1 – коэффициент, зависящий от инструментального материала;

= 1,0 – коэффициент, зависящий от группы обрабатываемости материала;

= 1,0 – коэффициент, зависящий от вида обработки;

= 1,0 – коэффициент, зависящий от жёсткости станка;

= 0,80 – коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала;

= 0,95 – коэффициент, зависящий от геометрических параметров сверла;

= 1,0 – коэффициент, зависящий от периода стойкости режущей части сверла;

= 1,0 – коэффициент, зависящий от наличия охлаждения.

= м/мин;

= м/мин.

Частоту вращения главного шпинделя определяем по формуле [2, с 57]

 

, (2.11.5)

 

где v – скорректированная скорость резания, м/мин;

D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

;

.

По паспорту станка = 550 об/мин,

= 800 об/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле [1, с 57]

 

(2.11.6)

 

м/мин;

м/мин.

Проверка выбранных режимов резания по мощности привода главного движения

=22 кВт;

=22 кВт.

Выбранные значения мощности корректируют с учетом поправочных

коэффициентов, по формуле [2, с 57]

 

(2.11.7)

 

где K_N – коэффициент, зависящий от твердости обрабатываемого материала, K_N=1,05

кВт;

кВт.

Определение минутной подачи производится по формуле [2, с 57]

 

(2.11.8)

 

мм/мин;

мм/мин;

Основное технологическое время на операцию определяется по формуле [2, с 57]

 

(2.11.9)

 

где L_рх – длина рабочего хода режущего инструмента, мм;

n – число технологических участков обработки.

мин;

мин.

Режимы резания на остальные операции сводим в табл. 2.11.1

 

Таблица 2.11.1 - Режимы резания на остальные операции

Номер операции, содержание перехода	t, мм	L р.х, мм	i	Подача мм/об	Скорость м/мин	Частота	Т , мин
		v	v	n	n
005 Программная Установ А 1)Фрезеровать плоскость						78,5	78,5			11,0
2)Центровать 4 отверстия	2,5			0,04						0,84
3)Сверлить 4 отверстия	6,5				0,1		12,2			2,64
4)Свелить 2 отверстия	4,5				0,08		12,2			1,0
5) Зенкеровать 2 отв.	0,35			0,15						0,9
6)Зенкеровать 2 фаски	0,5			0,1		12,6	14,3			0,26
7)Развернуть 2 отв.	0,1			0,2			6,2			1,0
010 Программная 1)Фрезеровать торец				0,37			78,5			8,0
2)Рассточить отв.				0,2			61,2			2,61
3)Фрезеровать торец				0,2			61,2			1,5
4)Расточить отверстие				0,2						1,2
5)Расточить отв.	1,5			0,2			66,8			1,5
6)Расточить отв.	0,5			0,05						2,2
7)Рассточить фаску	0,5			0,04						0,84
8) Фрезеровать канавку	3,4			0,05						7,8
9) Центровать 6 отв.	2,5			0,04						0,84
10)Сверлить 6 отв.	3,4			0,05						7,8
11)Зенковать фаску в 6 отв.	0,5			0,1						0,78
12)Нарезать резьбу в 6 отв.	1,25			1,25		6,5	4,4			1,2
13)Расточить отв.	0,5			0,05						4,6
14)Расточить фаску	0,5			0,5			96,7			0,12
15)Расточить канавку	0,5			0,1			22,6
16)Центровать 6 отв.	0,5			0,37						0,84
17)Сверлить 6 отв.	3,4			0,05			12,8			7,8
18)Зенковать фаску в 6 отв.	0,5			0,1						0,78
19)Нарезать резьбу	1,25			0,5		6,8	4,2			1,2
20)Фрезеровать торец				0,12						2,7
21)Фрезеровать торец				2,5			31,4
22)Фрезеровать торец
23)Центровать отв.	2,5			0,37						0,28
24)Сверлить отв.	6,5			0,1			13,8			0,37
25)Зенкеровать отв.	0,5			0,15			11,3			0,33
26)Сверлить отв.				0,15			13,2
27)Зенкеровать отв.	1,5			0,15						0,33
28)Нарезать резьбу						6,8				0,31
29)Цековать 4 бобышки				0,2			31,4			1,25
30)Фрезеровать выкружку				0,3						4,66
015Радиально-сверлильная Нарезать резьбу в 12 отв.	1,25			1,25				6,2	6,2	1,2

КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

ВВЕДЕНИЕ

Устойчивое, поступательное развитие народного хозяйства во многом определяется техническим прогрессом машиностроения. Для народного хозяйства необходимо увеличение выпуска продукции машиностроения и повышения ее качества. Этот рост осуществляется преимущественно за счет интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники, применение прогрессивных технологий. Повышение эффективности производства возможно путем его автоматизации и механизации, оснащения высокопроизводительными станками с ЧПУ, промышленными работами (ПР), создания гибких производственных систем (ГПС).

Технологический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии и их производства. Важно качественно, экономично и в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину.

Развитие новых прогрессивных технологических процессов обработки способствует конструированию более современных машин и снижению их себестоимости. Актуальна задача повышения качества выпускаемых машин и, в первую очередь, их точности. В машиностроении точность имеет особо важное значение для повышения эксплуатационного качества машин. Обеспечение заданной точности – ответственная задача конструкторов, а ее технологическое обеспечение при наименьших затратах – основная задача технолога.

Отечественная станкоинструментальная промышленность создало высокопроизводительные станки различного технологического назначения и прогрессивные конструкции режущего инструмента, обеспечивающее высокую эффективность и точность обработки.

Технология машиностроения – это учение об изготовлении машин заданного качества в установленном программой выпуска количестве при наименьших затратах материала, минимальной себестоимости и высокой производительности труда. Станкостроение является важнейшей отраслью машиностроения. Тех ноология станкостроения изучает закономерности технологических процессов изготовления станков, выявляет параметры, воздействуя на которые, можно интенсифицировать их производство.

Процессы обработки заготовок деталей станков и их сборка взаимосвязаны и трудоемки. По своему назначению процессы изготовления и сборки являются определяющими во всем процессе производства станков. Знание технологических закономерностей является основным условием рационального проектирования технологических процессов и применение электронных вычислительных машин, обеспечивающих сокращение сроков проектирования, облегчения труда технологов и получения оптимальных вариантов проектируемых технологических процессов. Лишь на базе этих закономерностей может решаться задача автоматизации производства.

Представленная в дипломном проекте деталь 2522-1321004 «Шкив» изготавливается на РУП «Минский тракторный завод».

РУП «Минский тракторный завод» осуществляет задачу расширения номенклатуры выпускаемой продукции, повышения эффективности производства, качества и технического уровня выпускаемой продукции. С этой целью поставлены на производство тракторы «Беларус» упрощённой конструкции – модели 510, 512, 520, 522, 530, 532; садовая модификация «Беларус 680». Освоено производство тракторов мощностью 80-95 л.с., оборудованных новыми узлами и системами высокого уровня (модели 900/920, 950/952). Завод освоил производство нового трактора «Беларус 1221» мощностью 130 л.с., обладающего высокой экономичностью и производительностью. На базе выпускаемых тракторов «Беларус» и с использованием их узлов и агрегатов завод организовал производство 15 моделей альтернативной техники.

Завод создал мощности на 20 тыс. тракторов МТЗ-1222/1522/1822 и 2522;

Освоено производство тракторов: МТЗ-2522 мощностью 300 л.с. и выпуском 1-2 тыс. в год; МТЗ-1802 (гусеничный) мощностью 180 л.с. и выпуском до 1 тыс. в год; МТЗ-1822 мощностью 180-200 л.с. и выпуском на мощностях МТЗ-1522.

В настоящее время минский тракторный завод планирует выпустить 20 тракторов «Беларус-3023» с электромеханической трансмиссией.

Задачей дипломного проектирования по разработке технологического процесса и организации участка по обработке детали 2522-1321004«Шкив» является усовершенствование существующего базового технологического процесса на основе использования современного оборудования, высокопроизводительной оснастки с целью снижения себестоимости и улучшения организации труда.

 

 

ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

Описание назначения конструкции детали

Деталь «Кронштейн» 2522-1321018 входит в привод вентилятора двигателей тракторов МТЗпоказанного на рисунке 1.1

 

 

 

Рисунок 1.1 ― Привод вентилятора

 

Деталь служит для передачи крутящего момента от ведущего шкива 5 на вал 18, а вал в свою очередь приводит в движение вентилятор, тем самым охлаждая систему. Деталь относится к классу тел типа «корпус», образована сочетанием наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, имеется криволинейная поверхность. Конструкция детали показана на рисунке 1.2.

 

 

 

Рисунок 1.2― Конструкция детали «Кронштейн 2522-1321018-В»

 

6 отверстий М8-6Н на торцах детали предназначены для крепления крышки подшипников болтами. Это обеспечивает надежность крепления крышки подшипника.

2 отверстия Ø72К7 предназначены для установки в них подшипников качения, в которые устанавливается вал вентилятора.

Канавка Е предназначена для выхода инструмента.

На торце основания имеются 4 отверстия Ø13 мм, с бобышками Ø32 для крепления детали к раме трактора.

2 фаски в отверстиях Ø72К7 служат для удобства запрессовки подшипников.

В конструкции детали предусмотрены ребра жесткости, что в свою очередь обеспечивает жесткость при минимальном использовании материала.

Деталь изготавливается из высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293-85.

Базами являются нижнее основание и торцы детали.

Химические и механические свойства приведены в таблице 1.1 и 1.2

 

Таблица 1.1 – Химический состав ВЧ 50 ГОСТ 7293-85.

C	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
3,3-3,6	1,9-2,2	0,50-0,80	-	0,15	0,15	-	-	-

 

 

Таблица 2.2 – Механические свойства ВЧ50 ГОСТ7293-85.