ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 289
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ВведениеЦель курсового 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.К мероприятиям по разработке новых прогрессивных технологических процессов относится их автоматизация, на ее основе проектируется высокопроизводительное технологическое оборудование, осуществляющее рабочие и вспомогательные процессы без непосредственного участия человека.В соответствии с этим решаются следующие задачи:Расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретических знаний и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессов изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения.В курсовом 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.Различные материалы обрабатывают для получения нужных предметов. Придание материалу необходимых размеров, формы, свойств достигается многими видами обработки.Обработка металлов режущими инструментами на станках в современном машиностроительном производстве занимает одно из главных мест в технологическом процессе изготовления изделий. Работа таких инструментов основана на использовании режущего клина. Клин, состоящий из двух поверхностей, сходящихся в острую кромку, может перемещаться относительно обрабатываемого куска металла-заготовки так, что одна поверхность клина будет давить на заготовку, а кромка разделять заготовку на две части, меньшая из которых будет деформироваться, превращаясь в стружку. Такой процесс называется резанием. Взаимное перемещение режущего клина и заготовки осуществляется в металлорежущем станке, где инструмент или заготовка может устанавливаться в дополнительные устройства, приспособления. Получение новых поверхностей путём деформирования поверхностных слоёв материала с образованием стружки называется обработка резанием.
При обработке металлов резанием в среднем 20% его превращается в стружку, поэтому опережающее развитие получают процессы изготовления деталей с малыми отходами (точное литьё, обработка давлением). Однако обработка металла резанием инструментами особенно при изготовлении высококачественных деталей является одним из главных средств в машиностроении.Предусмотрено дальнейшее расширение производства металлообрабатывающего инструмента, особенно с применением природных и синтетических алмазов и других сверхтвёрдых сплавов и материалов, а так же режущего и вспомогательного инструмента к станкам с ЧПУ и к автоматическим линиям. Наша промышленность выпускает все виды лезвийного, абразивного и алмазного инструмента для всех отраслей народного хозяйства.В современных методах механической обработки металлов заметны следующие тенденции:1 обработка заготовок с малыми припусками, что приводит к экономии металлов и увеличении доли отделочных операций;2 широкое применение методов упрочняющей обработки без снятия стружки путем накатывания роликами и шариками обдувки дробью, дорнирования, чеканки и т.п.; применение многоинструментальной обработки взамен одноинструментальной и многолезвийного режущего инструмента вместо однолезвийного;4 возрастания скоростей резания и подач;5 увеличение части работ, выполняемых на автоматических и полуавтоматических станках, роботизированных комплексов с применением систем программного управления;6 широкое проведение модернизации металлорежущего оборудования; использование быстродействующих и многоместных приспособлений для закрепления заготовок и механизмов при автоматизации универсальных металлорежущих станков; изготовление деталей из специальных и жаростойких сплавов, обрабатываемость которых значительно хуже, чем обычных металлов; участие технологов в разработке конструкции машин для обеспечения их высокой технологичности.Более рационально получать сразу готовую деталь, минуя стадию заготовки. Это достигается применением точных методов литья и обработки давлением, порошковой металлургией. Эти процессы более прогрессивны, и они будут все шире внедряться в технику.
1. Технологический раздел1.1 Назначение и технологические требования к конструкции изготавливаемой деталиШпиндель металлорежущего станка - одна из наиболее ответственных деталей. Качество изготовляемых деталей в значительной степени зависят от качества шпинделя и его опорных шеек, жёсткости шпинделя и стабильности его положения в опорах.Основное назначение шпинделя станка - сообщать обрабатываемой заготовке или режущему инструменту вращательное движение с определёнными угловой скоростью и крутящим моментом. В современных станках они очень высокие, поэтому к качеству изготовления как самого шпинделя, так и шпиндельного узла с его опорами в целом предъявляются высокие требования.Допуски овальности и конусообразности для станков нормальной точности не должны превышать 50% допуска диаметральных размеров шеек. Так, отклонение от круглости опорных шеек в зависимости от диаметра шпинделя для станков нормальной точности 4,0…1,2 мкм, а для современных прецизионных станков - 0,3…0,5 мкм. Допустимая конусообразность 1,25…3,0 мкм.Для шпинделей с резьбой, на которую навёртывают установочные опорные кольца, следует устанавливать допустимые отклонения от соосности резьбы с опорными шейками подшипников. Для станков нормальной точности они не превышают 0,025 мм. Это необходимо для того, чтобы при монтаже шпиндельного узла избежать перекоса колец шариковых и роликовых подшипников, так как установочные гайки при большом биении будут нажимать на подшипник одной стороной. Для этого и ограничивается биение торца опорной гайки. При плотно навёрнутой гайке на шпиндель торцовое биение не должно превышать 0,025 мм на радиусе 50 мм.Шероховатость поверхности и твёрдость опорных шеек, особенно для шпинделей, работающих в подшипниках скольжения, влияют на стабильность положения шпинделя при эксплуатации станка. По этим параметрам точности к шпинделям предъявляют также очень высокие требования.Выбор материала для шпинделя определяются типом станка и условиями работы шпинделя. Шпиндели, работающие на опорах скольжения, должны обладать не только высокими прочностью и жёсткостью, но и высокой износостойкостью.По заданию деталь шпиндель изготовлена из стали 38Х2МЮА ГОСТ 1133-71. Химический состав, механические, физические и технологические свойства стали приведены в таблице 1-2.
Таблица 1 - Химический состав стали 38Х2МЮА ГОСТ 1133-71
*P, S не более 0,025Таблица 2. - Механические свойства стали 38Х2МЮА ГОСТ 1133-71
По заданию требуется, чтобы твёрдость стали была 45-55 HRC. Для этого требуется провести термообработку. Закалку ТВЧ и средний отпуск 4500С. После закалки структурой стали будет, является мартенсит закалки. После отпуска структура стали - тростит.1.2 Определение типа производстваВ зависимости от размера производственной программы, сложности и трудоемкости изготовляемых деталей различают три типа производства: единичное, серийное, массовое. Условно можно отнести к тому или иному типу производства обработку деталей заданного типа на основании таблицы 3 [2].
Определим массу детали по формулеm = r×V,(1)где m - масса детали, кг;r - плотность чугуна, кг/м³;V - объем детали, м³.Для серого чугуна стали r = 7,8×103 кг/м³.Объем детали:Итак, объем шпинделя составил 0,004043 м³.Тогда масса шпинделя:m = 7,1×103×0,004043≈ 31,55 кг.По таблице 3 определим тип производства. Так как масса детали более 20 кг и производственная программа 4950 деталей, то тип производства - массовое.При массовом производстве на оборудовании непрерывно обрабатываются или изготавливаются детали заданного типоразмера в течение длительного времени.1.3 Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовкиОпределение припусков табличным методомОпределение припусков табличным методом будем проводить по ГОСТ 7505-89. Для сравнения рассчитаем припуски для поковки.
При обработке металлов резанием в среднем 20% его превращается в стружку, поэтому опережающее развитие получают процессы изготовления деталей с малыми отходами (точное литьё, обработка давлением). Однако обработка металла резанием инструментами особенно при изготовлении высококачественных деталей является одним из главных средств в машиностроении.Предусмотрено дальнейшее расширение производства металлообрабатывающего инструмента, особенно с применением природных и синтетических алмазов и других сверхтвёрдых сплавов и материалов, а так же режущего и вспомогательного инструмента к станкам с ЧПУ и к автоматическим линиям. Наша промышленность выпускает все виды лезвийного, абразивного и алмазного инструмента для всех отраслей народного хозяйства.В современных методах механической обработки металлов заметны следующие тенденции:1 обработка заготовок с малыми припусками, что приводит к экономии металлов и увеличении доли отделочных операций;2 широкое применение методов упрочняющей обработки без снятия стружки путем накатывания роликами и шариками обдувки дробью, дорнирования, чеканки и т.п.; применение многоинструментальной обработки взамен одноинструментальной и многолезвийного режущего инструмента вместо однолезвийного;4 возрастания скоростей резания и подач;5 увеличение части работ, выполняемых на автоматических и полуавтоматических станках, роботизированных комплексов с применением систем программного управления;6 широкое проведение модернизации металлорежущего оборудования; использование быстродействующих и многоместных приспособлений для закрепления заготовок и механизмов при автоматизации универсальных металлорежущих станков; изготовление деталей из специальных и жаростойких сплавов, обрабатываемость которых значительно хуже, чем обычных металлов; участие технологов в разработке конструкции машин для обеспечения их высокой технологичности.Более рационально получать сразу готовую деталь, минуя стадию заготовки. Это достигается применением точных методов литья и обработки давлением, порошковой металлургией. Эти процессы более прогрессивны, и они будут все шире внедряться в технику.
1. Технологический раздел1.1 Назначение и технологические требования к конструкции изготавливаемой деталиШпиндель металлорежущего станка - одна из наиболее ответственных деталей. Качество изготовляемых деталей в значительной степени зависят от качества шпинделя и его опорных шеек, жёсткости шпинделя и стабильности его положения в опорах.Основное назначение шпинделя станка - сообщать обрабатываемой заготовке или режущему инструменту вращательное движение с определёнными угловой скоростью и крутящим моментом. В современных станках они очень высокие, поэтому к качеству изготовления как самого шпинделя, так и шпиндельного узла с его опорами в целом предъявляются высокие требования.Допуски овальности и конусообразности для станков нормальной точности не должны превышать 50% допуска диаметральных размеров шеек. Так, отклонение от круглости опорных шеек в зависимости от диаметра шпинделя для станков нормальной точности 4,0…1,2 мкм, а для современных прецизионных станков - 0,3…0,5 мкм. Допустимая конусообразность 1,25…3,0 мкм.Для шпинделей с резьбой, на которую навёртывают установочные опорные кольца, следует устанавливать допустимые отклонения от соосности резьбы с опорными шейками подшипников. Для станков нормальной точности они не превышают 0,025 мм. Это необходимо для того, чтобы при монтаже шпиндельного узла избежать перекоса колец шариковых и роликовых подшипников, так как установочные гайки при большом биении будут нажимать на подшипник одной стороной. Для этого и ограничивается биение торца опорной гайки. При плотно навёрнутой гайке на шпиндель торцовое биение не должно превышать 0,025 мм на радиусе 50 мм.Шероховатость поверхности и твёрдость опорных шеек, особенно для шпинделей, работающих в подшипниках скольжения, влияют на стабильность положения шпинделя при эксплуатации станка. По этим параметрам точности к шпинделям предъявляют также очень высокие требования.Выбор материала для шпинделя определяются типом станка и условиями работы шпинделя. Шпиндели, работающие на опорах скольжения, должны обладать не только высокими прочностью и жёсткостью, но и высокой износостойкостью.По заданию деталь шпиндель изготовлена из стали 38Х2МЮА ГОСТ 1133-71. Химический состав, механические, физические и технологические свойства стали приведены в таблице 1-2.
Таблица 1 - Химический состав стали 38Х2МЮА ГОСТ 1133-71
| Содержание элементов*, % | ||||||
| С | Al | Mo | Si | Mn | Cr | Cu, Ni не более |
| 0,35-0,42 | 0,70-1,10 | 0,15-0,25 | 0,20-0,45 | 0,30-0,60 | 1,35-1,65 | 0,30 |
| σв, МПа | σ0,2, МПа | δ5, % | ψ, % | HB |
| 600 | 450 | 14 | 50 | 250-300 |
Таблица 3 - Типы производства
| Тип производства | Количество обрабатываемых деталей в год | ||
| | крупных более 20 кг | средних от 5 до 20 кг | Мелких менее 5 кг |
| Единичное | до 5 | до 10 | до 100 |
| Серийное | от 5 до 1000 | от 10 до 5000 | от 100 до 50000 |
| Массовое | свыше 1000 | свыше 5000 | свыше 50000 |