Назначение и конструкция детали

Введение

 

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

В курсовом проекте студенты проектируют технологию изготовления детали средней сложности в условиях серийного производства (либо по указанию руководителя).

Курсовой проект должен содержать:

совмещенный чертеж детали и заготовки;

комплект технологической документации (ТЛ, МК, ОК, КЭ);

пояснительную записку;

иллюстрации технологического процесса 2 листа.

чертеж установочно-зажимного приспособления

В пояснительной записке необходимо привести следующие разделы:

анализ исходных данных;

выбор заготовки метода ее получения;

выбор методов обработки;

назначение припусков на обрабатываемые поверхности;

разработка плана операций (маршрута обработки);

выбор технологических баз и схемы базирования на всех операциях;

выбор технологической оснастки (станков и инструмента);

назначение режимов резания;

нормирование технологического процесса;

размерный анализ.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

Проанализировать технологичность конструкции заданной детали с учетом возможного влияния на конструктивные элементы детали заданного типа производства.

Выбрать заготовку и способ ее получения.

Выбрать методы обработки, позволяющие получить заданную точность и шероховатость поверхностей детали. Составить маршрут обработки.

Выбрать базы для всех операций технологического процесса.

Назначить припуски на обработку всех поверхностей выбранной заготовки. Рассчитать операционные размеры и назначить допуски и предельные отклонения.

Оформить совмещенный эскиз детали и заготовки.

Назначить режимы резания для двух разнородных операций (по указанию руководителя). Произвести нормирование этих операций.

Выбрать станки и технологическую оснастку (режущий, вспомогательный и измерительный инструмент, установочно-зажимные приспособления) для всех операций.

Оформить технологические карты.

Оформить листы иллюстрации технологического процесса.

Спроектировать установочно-зажимное приспособление для одной операции технологического процесса.

Окончательно оформить расчетно-пояснительную записку.

Анализ исходных данных

 

Анализ исходных данных производится на основании типа производства и данных чертежа детали.

 

Назначение и конструкция детали

 

В процессе проектирования студент должен ознакомиться с конструкцией детали, ее назначением и условиями работы в сборочной единице или механизме. Все эти вопросы должны быть изложены в соответствующем разделе расчетно-пояснительной записки.

Для технически грамотного и обоснованного изложения этого раздела необходимо изучить чертежи сборочных единиц и механизмов, дать описание назначения самой детали, основных ее поверхностей и влияния их взаимного расположения, точности и шероховатости поверхности на качество работы механизма, для которого изготовляется деталь. Если назначение детали неизвестно, то следует согласовать его с преподавателем.

Для дальнейшей работы необходимо выполнить эскиз детали, на котором размеры не указываются, а все обрабатываемые поверхности обозначаются цифрами в произвольном порядке. Далее следует по табл.1 определить отклонения на свободные размеры для последующей записи в технологические карты.

Из описания назначения и конструкции детали должно быть ясно, какие поверхности и размеры имеют основное, решающее значение для служебного назначения детали, и какие - второстепенное.

В этом же разделе следует также привести данные о материале детали: по химическому составу, механическим свойствам до и после термической обработки. Эти данные сводятся в таблицы.

В процессе курсового проектирования, так же как и в производственных условиях, любая конструкция (машина, сборочная единица, деталь) должна быть самым тщательным образом проанализирована. Целью такого анализа является выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Технологический контроль чертежей сводится к тщательному их изучению. Рабочие чертежи обрабатываемых деталей должны содержать все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т.е. все проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно объясняющие ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки. На чертеже должны быть указаны все размеры с необходимыми допусками, шероховатость обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от правильных геометрических форм, а также взаимного расположения поверхностей. Чертеж должен содержать все необходимые сведения о материале детали, термической обработке, применяемых защитных и декоративных покрытиях, массе детали и т.п. Таким образом, технологический контроль является важной стадией проектирования технологических процессов и во многих случаях способствует выяснению и уточнению приведенных выше факторов. Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ является одним из важнейших этапов технологической разработки, в том числе и курсового проектирования. Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоёмкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Улучшение технологичности конструкции детали позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного назначения. Обычно в качестве задания на курсовое проектирование студенту выдается рабочий чертеж детали заводской разработки, в котором учтены технологические требования. Однако при анализе почти любого чертежа могут быть выявлены нетехнологичные элементы. При этом в ряде случаев в конструкцию могут быть внесены целесообразные изменения. Методически вопросом технологичности конструкции надлежит заниматься на протяжении всего периода работы над курсовым проектом, так как ряд соображений возникает непосредственно при разработке технологического процесса, выборе заготовки, проектировании оснастки и т.д., тем не менее в значительной мере эта работа может быть выполнена на основании изучения рабочих чертежей. Окончательно оформить этот раздел расчетно-пояснительной записки следует после разработки технологического процесса.

Чтобы избежать незамеченных недостатков в конструкции, анализ технологичности целесообразно проводить в определенной последовательности.

1. На основании изучения условий работы детали, а также предложенного в задании масштаба производства проанализировать возможность ее упрощения, замены сварной, армированной или сборной конструкцией, а также возможность и целесообразность замены материала.

2. Установить возможность применения высокопроизводительных методов обработки.

3. Определить целесообразность назначения протяженности и размеров обрабатываемых поверхностей, труднодоступные для обработки места.

4. Определить технологическую увязку размеров, оговоренных допусками, с параметрами шероховатости, необходимость дополнительных технологических операций для получения высокой точности и шероховатости обработанных поверхностей.

5. Определить возможность непосредственного измерения заданных на чертеже размеров.

6. Определить поверхности, которые могут быть использованы при базировании, целесообразность введения искусственных баз.

7. Проанализировать возможность выбора рационального метода получения заготовки, учитывая экономические факторы.

 

Таблица 1. Значения допусков, мкм

Интервалы диаметров, мм

К в а л и т е т

До 3 Св.3 до 6 "" 6 "" 10 "" 10 "" 18 "" 18 "" 30 "" 30 "" 50 "" 50 "" 80 "" 80 "" 120 "" 120 "" 180 "" 180 "" 250 "" 250 "" 315 "" 315 "" 400 "" 400 "" 500

 

С целью упрощения анализа технологичности можно дать некоторые частные рекомендации для некоторых классификационных групп деталей.

Для корпусных деталей определяют:

допускает ли конструкция обработку плоскостей на проход и что мешает такому виду обработки?

можно ли обрабатывать отверстия одновременно на многошпиндельных станках с учетом расстояний между осями этих отверстий?

позволяет ли форма отверстий растачивать их на проход с одной или двух сторон?

есть ли свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям?

нужна ли обработка торцов с внутренних сторон отливки и можно ли ее устранить?

есть ли глухие отверстия и можно ли заменить их сквозными?

имеются ли обрабатываемые плоскости, расположенные наклонно, и можно ли заменить их плоскостями, расположенными параллельно или перпендикулярно друг к другу?

имеются ли отверстия, расположенные не под прямым углом к плоскости входа и выхода, и возможно ли изменение этих элементов?

достаточна ли жесткость детали, не ограничит ли она режимов резания?

имеются ли в конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, если нет, то каким образом следует выбрать вспомогательные базы?

насколько прост способ получения заготовки (отливки), правильно ли выбраны элементы конструкции, обусловливающие получение заготовки?

Для валов определяют:

можно ли обрабатывать поверхности проходными резцами?

убывают ли к концам диаметральные размеры шеек вала?

можно ли уменьшить диаметры больших фланцев или буртов или исключить их вообще и как это повлияет на коэффициент использования металла?

можно ли заменить закрытые шпоночные канавки открытыми, которые обрабатываются гораздо производительнее дисковыми фрезами?

имеют ли поперечные канавки форму и размеры, пригодные для обработки на гидрокопировальных станках?

допускает ли жесткость вала получение высокой точности обработки (вал считается недостаточной жесткости для получения точности 6-7-го квалитета при соотношении его длины к диаметру >10-12; для валов, изготовляемых по более грубым квалитетам, это отношение может быть равно 15; при многорезцовой обработке это отношение следует уменьшить до 10)?

Зубчатые колеса - массовые детали машиностроения, поэтому вопросы технологичности приобретают для них особенно важное значение. При анализе технологичности конструкции зубчатых колес следует определить возможность высокопроизводительных методов формообразования зубчатого венца с применением пластического деформирования в горячем и холодном состоянии. Конструкция зубчатого колеса должна характеризоваться следующими признаками:

простой формой центрального отверстия, так как сложные отверстия значительно усложняют обработку, вызывая необходимость применения револьверных станков и полуавтоматов;

простой конфигурацией наружного контура зубчатого колеса (так как наиболее технологичными являются зубчатые колеса плоской формы без выступающих ступиц) или ступицами, расположенными с одной стороны, - в противном случае, обработка по одной детали на зубофрезерных станках вызывает увеличение количества этих станков на 25-30%;

симметричным расположением перемычки между ступицей и венцом для зубчатых колес, подлежащих термической обработке, как по отношению к венцу, так и по отношению к ступице; нарушение этого условия приводит к значительным односторонним искажениям при термической обработке;

возможностью многорезцовой обработки в зависимости от соотношения диаметров венцов и расстояний между ними.

Подобным образом проводится анализ технологичности и для других деталей, имеющих аналогичные элементы конструкции.

После проведенного анализа технологичности все предложения по изменению конструкции детали должны быть систематизированы в расчетно-пояснительной записке, ряд этих предложений по согласованию с руководителем проекта может быть внесен в конструкцию детали.

Конечной целью технологического анализа конструкции является оценка предложений по ее изменению.

При использовании заводских чертежей и справочной литературы может возникнуть необходимость перевода классов чистоты поверхности и степеней точности в параметры шероховатости и квалитеты. Соотношения приведены в таблицах 2 и 3.

 

Таблица 2. Соотношение классов чистоты поверхности по ОСТ и параметров шероховатости Ra по ГОСТ 2789-66

Класс чистоты поверхности	Ñ 1	2 2	Ñ 3	Ñ 4	Ñ 5	Ñ 6	Ñ 7	Ñ 8	Ñ 9	Ñ 10
Параметр шероховатости поверхности Ra			12,5	6,3	3,2	1,6	0,8	0,4	0,2	0,1

 

Таблица 3. Соотношение классов точности поверхности по ОСТ и квалитетов по ГОСТ 25347-82

Степень точности			2а		3а
вал	отв.	вал	отв.	вал	отв.	Валы и отверстия
Квалитет							8 - 9