Как сделать качественный анализ детали
Анализ технологичности конструкции детали
Целью анализа конструкции детали на технологичность является выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.
Анализ технологичности проводится, как правило, в два этапа: качественный и количественный.
Качественный анализ технологичности детали
Конфигурация детали достаточно технологична для обработки резанием на токарном станке, все поверхности легкодоступны для инструмента. Диаметральные размеры вала убывают от середины к концам. Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки (жесткость вала считается недостаточной, если для получения точности 6…9-го квалитетов отношение его длины l к диаметру d свыше 10…12).
Определим жёсткость детали:
На чертеже указаны все необходимые размеры, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, допуски соосности и радиального биения поверхностей, допуски торцевого биения.
Количественный анализ технологичности детали
Количественная оценка технологичности выполняется согласно ГОСТ14 201-73 и содержит следующие показатели:
Коэффициент точности обработки Ктч определяется по формуле:
Коэффициент шероховатости поверхности Кш определяется по формуле:
Уровень технологичности конструкции по использованию материала:
Коэффициент использования материала Ким:
Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления:
Уровень технологичности конструкции по технологической себестоимости:
На основании качественного и количественного анализа делаем вывод, что деталь является достаточно технологичной.
Определение типа производства
Так как КЗ.О отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а также снабжение рабочего места всеми необходимыми вещественными элементами производства, то КЗ.О. оценивается применительно к явочному числу рабочих подразделения из расчета на смену:
Исходя из приведенной формулы для определения КЗ.0. необходимо установить соотношение между трудоемкостью выполнения операций и производительностью рабочих мест, предназначенных для проведения данного технологического процесса при условии загрузки этого оборудования в соответствии с нормативными коэффициентами.
Располагая штучно-калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяем количество станков:
Принимаем коэффициент загрузки оборудования зз.н.=0,8.
Устанавливаем число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большего целого полученное значение mр.
По каждой операции вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места по формуле:
Определяем количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле:
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ
ВВЕДЕНИЕ
В курсовом проекте рассматривается технология изготовления вала.
Для удовлетворения требований предъявляемых к конструкции вала и его эксплуатации следует разработать эффективный, экономичный, перспективный технологический процесс. С учётом заданной программы выпуска следует организовать производство наиболее эффективным путём, соответствующим полученному типу производства.
При разработке проекта необходимо использовать типовые технологические процессы, возможности группового метода обработки для условий серийного производства. Следует применять высокопроизводительные станки, быстродействующие приспособления с силовым приводом, режущие, измерительные и вспомогательные инструменты новых конструкций, средства активного контроля, полуавтоматические и автоматические загрузочные устройства.
Курсовой проект по технологии станкостроения призван закрепить навыки, полученные при изучении всех инженерных дисциплин и расширить знания по данной дисциплине.
АНАЛИЗ НАЗНАЧЕНИЯ И КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ
В процессе проектирования необходимо ознакомиться с конструкцией детали, её назначением и условиями работы в узле или механизме.
Анализируя назначение детали, первоначально необходимо описать конструкцию детали и условия ее работы в узле или механизме.
В связи с отсутствием узла можем предположить, какие поверхности и для чего служат.
Рисунок 1.1.- Деталь«Вал»
Можно предположить, что это вал коробки скоростей станка, где устанавливаются несколько элементов, через которые передается крутящий момент.
Поверхности Æ50h8 с двух сторон являются конструкторскими, технологическими и измерительными базами, определяющими положение вала в сборочном узле. На эти поверхности устанавливаются зубчатые колеса. К этим поверхностям предъявляются высокие требования по точности размера (8квалитет точности, допуск Td =0,046мм), шероховатости поверхности (Ra1,6 мкм) и взаимного расположения поверхностей (радиального биения поверхности Æ50h8 относительно шеек под подшипники не более 0,05 мм).
На шейкахÆ55k6 с двух сторон садятся подшипники. Эти поверхности разделены на участок обработанный ТВЧ и не обработанный ТВЧ.Участок с ТВЧ имеет требования по точности размера (10 квалитет точности, допуск Td =0,012мм), шероховатости поверхности (Ra0,4 мкм), а участок без ТВЧ имеет требования по точности размера (6 квалитет точности, допуск Td =0,019мм),шероховатости поверхности (Ra 0,8 мкм). Также к есть требование взаимного расположения поверхностей (радиального биения поверхности относительно шеек под подшипники не более 0,05 мм ). Для правильного ориентирования подшипников и предотвращения их перекоса при установке, к торцам, прилегающим к этим поверхностям, предъявляются повышенные требования по шероховатости поверхности (Ra=1,6мкм) и взаимного расположения поверхностей (торцевое биение торца относительно шеек под подшипники не более 0,025 мм).Для удобства чистовой обработки (шлифования) поверхности сделаны канавки для выхода шлифовального круга (выносной элемент Л).
Поверхность Æ62k6 служит для установки зубчатого колеса на шпоночный паз.К этой поверхностям предъявляются повышенные требования по точности размера (6 квалитет точности, допуск Td =0,019мм), шероховатости поверхности (Ra 1,6 мкм) и взаимного расположения поверхностей (радиального биения поверхности Æ62k6 относительно шеек под подшипники не более 0,02 мм).
Поверхность Æ70 механически не обрабатывается.
Фаски на всех поверхностях служат для облегчения установки сопрягаемых деталей. Кроме того фаски необходимы для исключения острых кромок, полученных на предыдущих операциях и точности базирования.
Проанализировав предъявляемые требования к точности размеров, шероховатости поверхностей, точности их взаимного расположения, можно сделать вывод, что все требования обусловлены служебным назначением конструктивных элементов вала.
Материалом для вала принимается сталь 40Х ГОСТ 4543-71, основные характеристики данного материала сведены в таблице 1.1, 1.2.
Возможным заменителем данного материала являетсясталь 45.
Вывод: конструкция детали, ее элементы, материал обусловлены служебным назначением данной детали.
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ
Общие технологические требования к конструкции деталей машин можно сформулировать следующим образом: конфигурация детали должна представлять собой сочетание простых геометрических форм, обеспечивающих удобную, надежную базу для установки заготовки в процессе ее обработки и дающих возможность применения высокопроизводительных технологических методов изготовления. Заданная точность и шероховатость поверхностей детали должны быть строго обоснованы ее служебным назначением. Необоснованно завышенные требования к точности и шероховатости приводят к необходимости вводить дополнительные технологические операции, удлиняют цикл обработки, увеличивают трудоемкость изготовления и повышают себестоимость детали.
Технологические требования к конструкции деталей машин продиктованы как технологией производства заготовок, так и технологией их последующей обработки.
Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественная и количественная.
Качественная оценка включает в себя оценку применяемого материала, обрабатываемости и способов получения заготовок.
Материалом для данной детали служит сталь 40ХГОСТ 4543-71. Технологичность конструкции заготовок из такого материала обеспечивается, прежде всего, рациональной формой, при которой элементы конструкции имеют простую геометрию и плавно сопряжены между собой.
Перечисленные общие требования, предъявляемые технологией механической обработки резанием к конструкции деталей машин и их элементов, могут быть дополнены некоторыми частными рекомендациями, связанными с конструкцией элементарных обрабатываемых поверхностей и их сочетаниями.
Наружные поверхности вращения и их элементы унифицируют для использования одних и тех же многорезцовых наладок. Ступенчатые поверхности должны иметь минимальный перепад диаметров. Рекомендуется заменять переходные поверхности фасками, в местах сопряжения точных поверхностей предусматривать выход инструмента, сферические выпуклые поверхности делать со срезом, перпендикулярным к оси.
Пазы должны по возможности допускать обработку на проход; паздолжен соответствовать радиусу фрезы.
Деталь имеет достаточно высокую жесткостьпри своих диаметрах и длине для использования традиционных методов обработки.
В конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, что позволяет использовать стандартные элементы приспособлений для ее установки и закрепления.
Деталь не имеет обрабатываемых поверхностей в затрудненных для доступа инструмента местах. Поверхности образованы простыми геометрическими формами. Деталь допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошо развитые базовые поверхности для первоначальных операций. Точность и шероховатость поверхностей позволяет производить механическую обработку с применением станков нормальной точности и стандартного режущего инструмента.
Валимеет свободный доступ инструмента ко всем поверхностям. Имеются типовые повторяющиеся геометрические элементы, что хорошо. Расположение поверхностей вращения допускает вести обработку многорезцовыми блоками на гидрокопировальных станках или станках с ЧПУ.
Анализируя простановку размеров на чертеже необходимо заметить, что предельные отклонения размеров, определяющих нерабочие поверхности, имеют широкие поля допусков, чем размеры рабочих поверхностей, что не требует увеличения трудоёмкости при изготовлении данной детали.
Нетехнологичной можно назвать поверхностизакрытых шпоночных пазов. Эти элементы требует применения специального станка-шпоночно-фрезерного и спец инструмента-шпоночнойдвухперой фрезы. Это обусловлено техническими требованиями, заложенными для стенок шпоночного паза.
Количественная оценка может быть осуществлена только при использовании соответствующих базовых показателей технологичности. Поэтому необходимо определить показатели, которые можно определить на данной стадии.
При оценке технологичности можно определить только следующие показатели:
Коэффициент использования материала
Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей Ra – 0,4 мкм;
Минимальный квалитет точности-6;
Следовательно, деталь можно считать, обобщив все показатели, технологичной.
ВЫБОР ЗАГОТОВКИ
Технологические требования к конструкции деталей машин продиктованы как технологией производства заготовок, так и технологией их последующей обработки.
Заготовка — это предмет производства, из которого изменением формы и размеров, свойств материала и шероховатости поверхности изготавливают деталь или неразъемную сборочную единицу — узел.
Конфигурация заготовки вытекает из конструкции детали и определяется ее размерами и материалом, условиями работы детали в машине с учетом статических, динамических, температурных и других нагрузок.
Конструктор назначает технические требования, предъявляемые к детали, часто задает метод изготовления заготовки для определенного вида производства. В настоящее время число этих методов для каждого вида производства (литья, обработки давлением, прокатки, порошковой металлургии и др.) исчисляется многими десятками.
На основании рабочего чертежа детали технолог заготовительного цеха совместно с технологом механического цеха разрабатывают исходный чертеж заготовки, который в дальнейшем используют для разработки ТП ее изготовления и при проектировании технологической оснастки (штампов, прессформ, моделей, форм и др.). Этот чертеж является также исходным документом для разработки ТП механической обработки заготовки. Рабочий чертеж детали в процессе всей работы остается основным и контрольным документом технологической документации. При проектировании сложных и ответственных деталей в этой работе принимает участие конструктор изделия.
Технолог в процессе отработки детали на технологичность обязан проверить обоснованность принятых конструктором решений. Он может рекомендовать конструктору изменить вид заготовки, метод ее изготовления для совершенствования ТП изготовления заготовки в связи с увеличением программы выпуска, отсутствием оборудования на заводе, из-за возможности получения заготовки по кооперации или в связи с другими обстоятельствами.
Материалом для заготовки принята сталь 40Х, относящаяся к классу легированных конструкционных сталей общего назначения. Данная сталь характеризуется средними механическими свойствами, чего вполне достаточно при данных условиях. Так как указанные стали не являются литейными, то литье как вид получения заготовок для валапринимать нельзя.
Исходя из анализа конструкции и свойств этой стали, можно предложить виды получения заготовки:
— Поковки и кованые заготовки;
Сортовой калиброванный прокат, в отличие от сортового горячекатаного проката, имеет более высокую точность и качество поверхности металла.
Эти качества калиброванного проката позволяют использовать его при обработке резанием на высокопроизводительных токарных станках – автоматах, а также для холодной штамповки на холодновысадочном оборудовании. Высокая точность и качество поверхности калиброванного проката позволяют значительно сократить расход металла при его дальнейшей переработке.
При получении заготовок из сортового проката возрастает количество операций обработки резанием, больше металла переводится в стружку. При использовании данного метода на предприятии необходимо иметь специальные станки по резке металла. Обработка детали на широко используемых токарно-винторезных станках приведет к нерациональному переводу металла в стружку. Однако, применение данного метода не требует наличие на предприятии литейного или кузнечно-прессового цеха.
Пластическая деформация как метод получения заготовок характеризуется высоким показателем коэффициента использования материала, удовлетворительными показателями шероховатости поверхности, относительно небольшими припусками на механическую обработку. При пластической деформации образуется благоприятная структура строения зерен металла, сердцевина получается плотной, что способствует повышению обрабатываемости. Исходя из конструктивных особенностей детали, можно предложить следующие методы получения заготовок ковкой:
Для осуществления процесса штамповки необходимо изготовить специальный инструмент (штамп). Изготовление инструмента сопряжено со следующими трудностями: материалом для инструмента является дорогостоящая и (как правило) труднообрабатываемая сталь (или твердый сплав), инструмент имеет сложную геометрическую поверхность. Производство инструмента необходимо вести, используя методы электрофизические методы обработки, которые характеризуются большими энергозатратами и невысокой производительностью. Вследствие геометрических параметров детали, получение заготовки необходимо вести в горячем состоянии, а это, в свою очередь, приведет к уменьшению срока службы инструмента, и негативно скажется на себестоимости заготовок.
При ковке на ГКМ используемый инструмент имеет простую (по сравнению со штамповкой) форму и меньшую себестоимость. Процесс ковки на ГКМ обеспечивает достаточную производительность. Однако штамповка обеспечит минимальные припуски, что особенно важно для такой детали в которой много поверхностей не обрабатываются, а остальные предусматривают минимальную обработку
Выбранный заготовительный процесс должен быть экономически эффективным в данных производственных условиях. Необходимо максимальное приближение формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали, что ведет к снижению трудоемкости механической обработки.
По заданию принят круг Æ70 класс точностиВ по ГОСТ 2590-88. Так как этот вариант подходит по критериям указанным выше, то его я и считаю оптимальным для дальнейшего использования.
Принимаем в качестве метода получения заготовок сортовой прокат.
Приведем эскиз предполагаемойзаготовки.
Рисунок 3.1- Эскиз заготовки
Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 2516 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Анализ конструкции детали
Содержание
1.1 Анализ конструкции детали
1.2 Характер материала заготовки
1.3 Анализ технологичности детали
1.3.1 Качественный анализ
1.3.2 Количественный анализ
2 Анализ типа производства
3.1 Выбор и обоснование выбора метода получение заготовки
3.2 Определение размеров
4 Разработка технологического процесса механической обработки детали
4.1 Анализ базового технологического процесса
4.2 Проектирование технологической маршрутной обработки
4.3 Расчёт режимов резания
4.4.3 Режущий инструмент
4.4.4 Средство измерения и контроля
5 Техника безопасности и безномерной список использованных материалов
Введение
Слово «технология» означает науку, систематизирующую совокупность приемов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в целях получения готовой продукции. В состав технологии включается и технический контроль производства. Важнейшие показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции, изделий.
Технология машиностроения постоянно обновляется и изменяется по мере развития техники. Совершенствование технологии — важное условие ускорения технического прогресса.
Внедрение в машиностроение станков с числовым программным управлением- это одно из наиболее прогрессивных направлений автоматизации металлообработки на промышленных предприятиях. Отличительной особенностью этих станков является возможность комплексной обработки деталей (точение, сверление, фрезерование, резьбонарезание) без их перебазирования с автоматической сменой режущих инструментов.
Металлорежущие станки с программным управлением представляют собой совершенную группу машин, в которой широко используются средства автоматики, электроники, электрические, механические и другие устройства.
По виду управления станки с программным управлением делятся на станки с системными циклового программного управления (ЦПУ) и станки с системами числового программного управления (ЧПУ). В настоящее время распространены станки с ЧПУ.
Применение станков с ЧПУ в производстве, взамен универсального оборудования имеет существенные особенности и создает определенные преимущества:
Во первых, это повышение производительности в 3-6 раз; обеспечение взаимозаменяемости деталей в серийном и мелкосерийном производстве; сокращение или полная ликвидация разметочных или слесарно-притирочных работ; простота и малое время переналадки; концентрация переходов обработки на одном станке, что приводит к сокращению затрат времени на установку заготовки; сокращение числа операций, обеспечение высокой точности обработки деталей; так как процесс не зависит от навыков оператора; уменьшение брака по вине рабочего; повышение производительности станка в результате оптимизации технологических параметров, автоматизации всех перемещений сокращение сроков производства на 50-75%; сокращение общей продолжительности цикла изготовления продукции на 50-60%; экономия средств на проектирование и изготовления технологической оснастки на 30-85%; уменьшение парка станков, так как один станок с ЧПУ заменяет несколько станков с ручным управлением;
Во вторых, это позволяет решить ряд социальных задач: улучшить условия труда рабочих-станочников, значительно уменьшить долю тяжелого ручного труда, изменить состав работников механообрабатывающих цехов, сделать менее острой проблему нехватку рабочей силы.
На станках с ЧПУ целесообразно изготовлять детали сложной конфигурации, при обработки которых необходимо одновременное перемещение рабочих органов станка по нескольким осям координат (контурная обработка детали с большим числом переходов обработки). На станках с ЧПУ достаточно легко и с меньшими затратами можно откорректировать управляющую программу.
Станки с вертикальным наклонным расположением оригинальны в своем исполнении и имеют следующие достоинства: удобство обслуживания, облегчение схода стружки, расположение ходового винта станка между направляющими, что способствует повышению точности перемещения суппорта.
Расточные и сверлильные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы: с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделя.
На расточных станках фрезеруют плоскости и пазы, сверлят и зенкеруют отверстия, растачивают и подрезают торцы, нарезают резьбу метчиками.
На расточных станках с вертикальным расположением шпинделя целесообразно обрабатывать плоские заготовки, горизонтально- расточных – корпусные детали. Для обработки заготовки с разных сторон на станках с вертикальным шпинделем необходимо иметь различные ее установы.
Обработку с четырех боковых сторон на горизонтально-расточном станке можно выполнять при одной установке заготовки, осуществляя поворот стола.
Сверлильные станки с ЧПУ изготовляют в двух исполнениях: вертикально- сверлильные и радиально – сверлильные. На них выполняют разнообразные работы, например, сверление, зенкерование, зенкование, развертывание, нарезание резьбы, фрезерование и т.д.
Все это современное оборудование многократно упрощает технологический процесс, путем сокращения операций, что фактически отражается и на экономической отдаче производства в совокупности с повышением технологичности детали.
Исходя из выше сказанного деталь «Проставка» целесообразно обрабатывать с использованием станков с ЧПУ.
АНАЛИЗ ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ
В качестве исходного чертежа для курсового проекта предложен чертеж детали «Проставка». Для анализа чертежа данной детали необходимо знать её назначение, провести анализ конструкции, охарактеризовать материал заготовки, проверить деталь на технологичность: произвести качественный и количественный анализ.
Анализ конструкции детали