Министерство образования и науки Российской Федерации

Тольяттинский государственный университет

Механико-технологическое отделение

Кафедра «Технология машиностроения»

Дипломный проект

На тему:

Технологический процесс изготовления корпуса приспособления для крепления оправок с хвостовиком HSK-63 с применением вибрационного точения

Зав. Кафедрой Солдатов А.А.

Руководитель проекта Расторгуев Д.А.

Дипломант Константинова Е.Е.

ГруппаТМ-502

Тольятти

2007г.

УДК 621.9. .6

Константинова Е.Е. Кафедра «Технология машиностроения» ТГУ, Тольятти 2007 г. Дипломный проект на тему: «Технологический процесс изготовления патрона приспособления для крепления оправок с хвостовиком HSK-63 с применением вибрационного точения» Тольятти, 2007г. – с., ил. 10л. формата А1.

В дипломном проекте разработан технологический процесс изготовления детали – корпус, выбраны необходимые средства технологического оснащения, рассчитаны припуски на механическую обработку, спроектирована заготовка. Произведено нормирование технологического процесса, рассчитаны и спроектированы станочное и контрольное приспособления, а так же режущий инструмент. Проведены необходимые научные исследования.

Разработка технологического процесса и научная работа сопровождается экономическим расчётом, отражающим правильность выбора параметров технических решений. Так же обеспечены безопасность и экологичность данного проекта.

Содержание

Введение

1 Анализ исходных данных

1.1Анализ служебного назначения и условий работы детали

1.2 Систематизация поверхностей детали

1.3 Анализ технологичности

1.3.1 Технологичность заготовки

1.3.2 Технологичность общей конфигурации детали

1.3.3 Технологичность базирования и закрепления

1.3.4 Технологичность обрабатываемых поверхностей детали

1.4 Формулировка задач дипломного проектирования

2 Выбор стратегии разработки технологического процесса

3 Выбор метода получения заготовки и маршрутов обработки поверхностей

3.1 Выбор метода получения заготовки

3.2 Выбор маршрутов обработки поверхностей

4 Разработка технологического маршрута и схем базирования

4.1 Разработка технологического маршрута

4.2 Разработка схем базирования

5 Выбор средств технологического оснащения

5.1 Выбор оборудования

5.2 Выбор приспособлений

5.3 Выбор режущего инструмента

5.4 Выбор средств контроля

6 Разработка технологических операций

6.1 Определение режимов резания

6.2 Нормирование ТП

7 Расчет и проектирование станочного приспособления

7.1 Расчёт сил резания

7.2 Расчёт усилия зажима

7.3 Расчёт зажимного механизма патрона

7.4 Расчёт силового привода

7.5 Расчёт погрешности установки заготовки в приспособлении

8 Научные исследования

9 Патентные исследования

10 Проектирование механического участка

11 Безопасность и экологичность проекта

11.1 Описание рабочих мест, оборудования и выполняемых операций на производстве

11.2 Опасные вредные производственные факторы (ОВПФ) рассматриваемого производственного объекта

11.2.1 Опасность травмирования рабочих объектами производственного процесса

11.2.2 Возможность загрязнения воздушной среды производст-

венных помещений аэрозолями и токсичными веществами

11.2.3 Неблагоприятные параметры микроклимата рабочих мест и производственных помещений

11.2.4 Недостаточное естественное и искусственное освещение

11.2.5 Наличие заземления

11.2.6 Наличие вибраций и шума

11.3 Организационные, технические мероприятия по созданию безопасных условий труда

11.3.1 Расчет искусственного освещения

11.3.2 Расчет механической вентиляции

11.3.3 Определение категории помещения по пожаро- и взрывоопасности

11.4 Антропогенное воздействие объекта на окружающую среду и мероприятия по экологической безопасности

11.4.1 Возможность причинения ущерба окружающей среде выбросами в атмосферу

11.4.2 Загрязнение сточными водами

11.4.3 Возможность загрязнения окружающей среды твёрдыми промышленными отходами

11.4.4 Возможность акустического загрязнения окружающей среды

11.5 Безопасность в чрезвычайных и аварийных ситуациях

12 Экономическая эффективность проекта

Заключение

Литература

Приложения:

1) Маршрутная карта

2) Операционные карты

3) Спецификация на патрон

Введение

Основу технологической подготовки производства составляет разработка оптимального технологического процесса (ТП), позволяющего обеспечить выпуск заданного количества изделий заданного качества в установленные сроки с наименьшими затратами времени и ресурсов.

Важной частью разработки ТП обработки детали является разработка технологического маршрута, т.е. определение операций ТП и последовательности их выполнения.

Цель дипломного проектирования по технологии машиностроения – научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

Задачей данного проекта является обеспечение выпуска детали «Корпус» заданного качества с наименьшими затратами и минимальной трудоемкостью изготовления путем разработки оптимального технологического маршрута её механической обработки, базирующегося на современных достижениях в области станкостроения и инструментального производства, а также провести научные исследования.

Для решения поставленных задач необходимы следующие мероприятия:

1. Расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретических знаний, и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов сборки изделий и изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения;

2. Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы;

3. Овладение методикой теоретико-экспериментальных исследований технологических процессов инструментального производства;

В дипломном проекте должна отображаться экономия затрат труда, материала, энергии. Решение этих вопросов возможно на основе наиболее полного использования возможностей прогрессивного технологического оборудования и оснастки, создания гибких технологий.

1 Анализ исходных данных

Задача раздела – на базе анализа технических требований к детали и годового объёма выпуска сформулировать задачи, которые необходимо решить в проекте для достижения цели, сформулированной во введении.

1.1 Анализ служебного назначения и условий работы детали

Деталь цанга VERS-GRIP (чертеж 06.М.15.46.15.01) цангового патрона, предназначена для базирования и закрепления валов-шестерён в процессе их механической обработки.

Лепестки цанги работают в условиях циклических знакопеременных нагрузках. Исполнительные поверхности цанги работают в условиях постоянного трения. Поэтому материал детали должен быть выбран с учётом того, что бы он мог подвергаться необходимой термической обработке. В то же время материал детали должен быть экономически целесообразен, т. е. иметь относительно низкую стоимость. Вышеуказанным требованиям удовлетворяет материал сталь 19ХГН по ТУ 14-1-2252-84, имеющая следующий химический состав: углерода С = 0,15…0,23 %, кремния Si = 0,1…0,2 %, марганца Mn = 0,8 … 1,0 %, хрома Cr 1,0 %, никеля Ni = 0,7…1,0 %. После цементации и закалки σ_в = 700 МПа, σ_т = 530 МПа, HRC 59…63, обрабатываемость резанием до термообработки – хорошая, Кv = 1,0 [1]. Следовательно, в качестве материала детали выбираем сталь 19ХГН.

1.2 Систематизация поверхностей детали

Целью систематизации является выявление тех поверхностей, которые имеют определяющее значение для качественного выполнения деталью своего служебного назначения. Все поверхности детали на эскизе (рис. 1.1) нумеруем и систематизируем по их назначению. Исполнительные поверхности (И), выполняющие служебные функции. Основные конструкторские базы (ОКБ), определяющие положение цанги в узле. Вспомогательные конструкторские базы (ВКБ), определяющие положение присоединяемых деталей. Технологические базы (ТБ), служащие для ориентации заготовки в процессе механической обработки. Свободные поверхности (С), не сопрягающиеся с другими деталями. Систематизация поверхностей приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Систематизация поверхностей детали

Рис. 1.1. Эскиз детали с нумерацией поверхностей.

1.3 Анализ технологичности

Анализ технологичности конструкции цанги будем проводить по следующим группам критериев (показателей):

• технологичность заготовки;

• технологичность общей конфигурации детали;

• технологичность базирования и закрепления;

• технологичность обрабатываемых поверхностей детали.

1.3.1 Технологичность заготовки

Заготовка для детали цанга изготовлена из стали 19ХГН ТУ 14-1-2252-84. Учитывая годовую программу выпуска, а так же то, что перепад диаметральных размеров не значительный, то возможно в качестве получения исходной заготовки целесообразнее принять нарезку из сортового проката [2]. Поэтому получение заготовки данным методом не вызывает значительных затруднений.

Возможно использование унифицированной заготовки (возможность использования одинаковых заготовок для групп деталей), что тоже в свою очередь повышает технологичность заготовки. Таким образом, с точки зрения получения заготовки, деталь можно считать технологичной.

1.3.2 Технологичность общей конфигурации детали

Рабочий чертеж цанги содержит необходимую графическую и техническую информацию для полного представления её конструкции. Указаны размеры с их отклонениями от номинала, проставлена требуемая шероховатость, большинство отклонений от правильных геометрических форм. Радиусы закруглений и фаски выполняются по ГОСТ 10948-64, форма и размеры канавок – по ГОСТ 8820-69. Такая унификация упростит обработку и контроль этих элементов цанги. Нетехнологично в данной детали отверстие диаметром 4,8 мм под углом 45˚ к горизонту выполненное на поверхности вращения и предназначенное для фиксации цанги в патроне посредствам штифта, а так же 16 отверстий диаметром 3,2 мм выполненных на поверхности вращения в начале прорезей цанги и предназначенные для врезания инструмента. Следовательно, для обработки этих отверстий необходимо применение инструментов с удлинением, а так же применение кондукторных втулок. Эти элементы определяются исходя из конструктивных соображений, и изменить их, по-видимому, затруднительно. В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции. Все поверхности цанги доступны для контроля. Возможно применение простых средств технического оснащения. Таким образом, с точки зрения общей конфигурации детали, её можно считать технологичной.

1 .3.3 Технологичность базирования и закрепления

Черновой базой для установки заготовки на 05 операции служит цилиндрическая поверхность и торец заготовки. В дальнейшем за базы могут быть приняты как наружные, так и внутренние цилиндрические поверхности. Кроме того, для повышения точности получаемых размеров подготавливаются искусственные технологические базы под вращающиеся центра. Так же для повышения точности получаемых размеров нужно придерживаться правила единства (совпадение измерительной и технологической базы) и постоянства баз (постоянство баз на всех операциях). Точность и шероховатость используемых баз обеспечит требуемую точность обработки. Таким образом, с точки зрения базирования и закрепления, деталь следует считать технологичной.

1.3.4 Технологичность обрабатываемых поверхностей

Для получения контура детали предполагается обработать все поверхности детали, т.к. заданные точность и шероховатость не позволяют получить их на заготовительных операциях. Всего обрабатывается 36 поверхностей разной конфигурации. То есть, даже при полной обработке число обрабатываемых поверхностей относительно невелико. Протяжённость обрабатываемых поверхностей небольшая. Точность и шероховатость рабочих поверхностей определяются условиями работы цанги. Поверхности различного назначения разделены, что облегчает их обработку. Таким образом, с точки зрения обрабатываемых поверхностей деталь следует считать технологичной.

Поскольку деталь «Цанга» отвечает требованиям технологичности по всем 4 группам критериев, можно сделать вывод о её достаточно высокой степени технологичности.

1.4 Формулировка задач дипломного проектирования

В результате анализа исходных данных можно сформулировать следующие задачи дипломного проектирования, решить которые необходимо для достижения цели работы, сформулированной во введении – обеспечить заданный выпуск деталей «Цанги» заданного качества с наименьшими затратами путём разработки технологического процесса (ТП) её механической обработки:

1) определить тип производства и выбрать стратегию разработки ТП;

2) выбрать оптимальный метод получения заготовки и маршруты обработки поверхностей;

3) разработать технологический маршрут, выбрать схемы базирования заготовки и составить план обработки;

4) выбрать средства технологического оснащения (СТО) оборудование, приспособления, режущие инструменты, средства контроля;

5) рассчитать припуски на обработку и спроектировать заготовку;

6) разработать технологические операции – определить их содержание, рассчитать режимы резания и нормы времени;

7) спроектировать станочное приспособление;

8) спроектировать контрольное приспособление;

9) спроектировать режущий инструмент;

10) исследовать автоколебания технологической системы на операции шлифование;