Дипломная (вкр): Модернизация клещей автоматических для транспортировки одного рулона листовой стали с грузоподъемностью тридцать пять тонн

Деталь, разрабатываемая в ВКР - ось, работает в паре с рычагом, в клещах автоматических для транспортировки одного рулона листовой стали в производстве холоднокатаного листа ООО “ССМ-Тяжмаш”. Эскиз детали ось приведен на рисунке 3.1.

Деталь класса “ось” во многих случаях применяются в качестве опор для различных конструкций и для других целей.

Во многих случаях оси имеют шлицы, шпоночные пазы, канавки на внутренней поверхности, резьбы на наружной и на внутренней поверхности и другие конструктивные элементы.

Основными технологическими базами при механической обработке деталей класса ось, как правило, являются их геометрическая ось и один из торцов.

Деталь изготавливается из углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст 40 ГОСТ 4543-71.

Данные о материале детали, т. е. химический состав и механические свойства внесены в таблицу 3.1. и таблицу 3.2.

Таблица 3.1 - Химический состав стали Ст 40 ГОСТ 4543-71, %

Таблица 3.2 - Механические свойства стали 40

, МПа, МПа, %ψ, %ан,

В качестве заготовок под механическую обработку для осей небольших размеров (диаметром 20-80 мм) используют круглый прокат.

3.2 Анализ технологичности конструкции детали

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ - один из важнейших этапов технологической разработки, в том числе и дипломного проектирования.

Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для ее служебного назначения. При конструировании отдельных деталей необходимо достичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но также и требований наиболее рационального и экономического изготовления изделия. В этом и состоит принцип технологичности конструкции.

Технологическая конструкция изделия должна предусматривать:

создание деталей наиболее рациональной формы с легкодоступными для обработки поверхности и достаточной жесткости с целью уменьшения трудоемкости и себестоимости механической обработки деталей и всего механизма (необходимая жесткость деталей позволяет обрабатывать их на станках с наиболее производимыми режимами резания);

наличие на деталях удобных базирующих поверхностей или возможность создания вспомогательных (технологических) баз в виде бобышек, поясков и т.д.;

наиболее рациональный способ получения заготовок из деталей (отливок, штамповок, из проката) с размерами и формами, возможно более близкими к готовым деталям, т. к. обеспечивающими наиболее высокий коэффициент использования материалов и наименьшую трудоемкость механической обработки.

Деталь ось - изготавливается из стали 40 ГОСТ 4543-71, используемой для деталей не требуемых большой прочности, работающие с малой нагрузкой без трения. Для получения используется заготовка из сортового проката: Æ 20-В ГОСТ 2590-88

Рабочий чертеж содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали. На чертеже указаны все размеры с необходимыми отклонениями и требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей. Конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при обработке заготовки.

Основные конструктивные требования к деталям типа ось являются точность диаметральных размеров, концентричность наружных и внутренних рабочих поверхностей, параллельность торцов и их перпендикулярность основной геометрической оси детали. Относительно данной детали основные конструктивные требования выполняются.

Поверхности детали можно обрабатывать проходными резцами, что допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для предварительной обработки, что допускает применение станков с ЧПУ и промышленных роботов.

Деталь имеет цилиндрическую форму без каких-либо выступов, что не требует применения специального режущего инструмента. Наличие у детали лысок и паза позволяет применять концевые фрезы. В целом деталь технологична и легко может быть обработана с помощью стандартного оборудования.

.3 Выбор способа получения заготовки

При выборе заготовки для заданной детали главным критерием является обеспечение заданного качества готового изделия при его минимальной себестоимости.

На выбор формы, размеров и способа получения заготовки большое влияние оказывают конструкция и материал детали, характер технологии производства, трудоемкость и экономичность обработки.

Руководствуясь выше перечисленными факторами, выбираем заготовку из сортового проката: Æ 20 - В ГОСТ 2590-88

Этот способ получения заготовки является наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. Принимаем массу заготовки 0,73 кг, массу детали - 0,33, кг. Коэффициент использования материала - это отношение массы детали к массе заготовки.

, (3.1)

где mдет - масса детали;

mзаг - масса заготовки.

.4 Разработка технологического маршрута обработки детали

Выбор плана обработки детали включает анализ существующего технологического процесса. Анализ существующего технологического процесса должен рассматривать его экономическую эффективность и обеспечения качества продукции. Поскольку на данной стадии проектирования недостаточно данных для конкретного ТЭО технологического процесса. Основные операции при изготовлении данной оси следующие: токарная; фрезерная (фрезерование лысок); сверлильная. Каждая операция может содержать один или несколько технологических переходов.

Маршрут изготовления детали включает следующие операции:

1.  Заготовительная

2.      Токарная

.        Токарная

.        Вертикально-фрезерная

.        Вертикально-сверлильная

.        Слесарная

.        Контрольная

Норма времени на каждую операцию приведена в таблице 3.3:

Таблица 3.3 - Нормы времени на каждую операцию

Выбранный план обработки детали не является единственно возможным. Может допускаться перестановка некоторых операций, но данный план обработки является оптимальным.

.5 Выбор типа производства

Тип производства выбираем по таблице 3.4 [5] в зависимости от массы детали, m = 0,33 кг и годовой программы выпуска Nг = 80 шт.

Таблица 3.4 - Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали

Исходя из справочных данных, выбираем мелкосерийное производство. В мелкосерийном производстве выпускаются изделия ограниченной номенклатуры, изготавливаемые периодически повторяющимися партиями со сравнительно большим объемом выпуска, по сравнению с единичным производством. На рабочих местах выполняется несколько периодически повторяющихся операций. Технологические особенности серийного производства изменяются в зависимости от номенклатуры, трудоемкости и количества изделий в партии деталей. При серийном производстве обычно применяются универсальные, специальные станки, станки с ЧПУ и другие металлорежущие станки.

.6 Расчет припусков на механическую обработку

Расчет припуска имеет очень важное значение в процессе обработки детали при разработке технологических операций. Правильное значение припусков на обработку заготовки обеспечивает экономию материала и трудовых ресурсов, качество выпускаемой продукции снижает себестоимость изделий.

Существует два метода расчета припусков: аналитический (расчетный) и справочный (табличный). Для заданной поверхности детали произведем расчет припусков аналитическим методом, а для остальных размеров припуски назначаем табличным методом.

Приведем пример расчета припуска на размер Æ 12±0,1мм.

Расчет припусков на обработку приведен в таблице 3.5, в которой последовательно записан технологический маршрут обработки этого размера и все значения элементов припуска.

Таблица 3.5 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Æ 12-0,1 мм

Все расчеты ведем по рекомендациям [4].

Значения Rz и Т, характеризующие качество поверхности заготовки, составляют соответственно 150 и 150 мкм. Далее для технологического перехода записываем соответствующие значения Rz и Т.

Определяем суммарное значение пространственных отклонений по формуле:

l, мкм, (3.2)

где Dк - удельная кривизна заготовки по таблице 4.8 [4]

l - длина заготовки.

, мкм.

Остаточные пространственные отклонения на обработанных поверхностях, имевших исходные отклонения, являются следствием копирования погрешностей при обработке. При выполнении дипломного проекта для определения значений припусков на механическую обработку воспользуемся эмпирической формулой:

, мкм, (3.3)

, мкм.

где Ку - коэффициент уточнения формы, зависящий от типа обработки.

Ку = 0,06 [стр. 73, 4]

Погрешность закрепления заготовки eз принимаем равной 270 мкм. Тогда

остаточная погрешность установки при предварительном точении:

21мкм.

На основании записанных в таблице данных производим расчет минимального значения припуска по основной формуле:

, мкм, (3.4)

, мкм.

где Rz - высота микронеровностей;

Т - глубина дефектного слоя;

r - пространственное отклонение;

e - погрешность установки.

Минимальный припуск под обтачивание:

Определяем расчетный размер, начиная заполнение соответствующей графы с конечного (чертежного) размера, путем прибавления расчетного минимального припуска:

, мм, (3.5)

 мм.

Наибольшие предельные размеры вычисляем путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру:

, мм, (3.6)

, мм,

, мм.

где di - допуск.

Значение допусков для каждого перехода принимаем в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Предельные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров, а значения  -разности наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Определяем предельные значения припусков:

, мкм , (3.7)