Курсовая работа по Материаловедение на тему Спроектировать станочное приспособление на операцию сверления

Введение
Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня В этом случае, в зависимость от него входят такие показатели как: производительность труда, экономичность использования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие. С целью дальнейшего восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускорения развития машиностроительной промышленности, которая является основой экономики страны, необходимо совершенствование существующих технологических процессов, а также поиск новых способов обработки и укрепления деталей машин и их сборки в изделия.
Важное место в ускорении научно-технического прогресса в машиностроении занимает подготовка и переподготовка высококлассных инженеров, которые должны обладать знаниями в области конструирования и контроля продукции, а также методами проектирования новых технологических процессов.
После завершения работ по проекту, был изучен базовый вариант изготовления фланцевого соединения и предложен новый более совершенный технологический процесс. Планируется рассмотреть следующие вопросы в данном курсовой работе:
– определение типа производства;
– анализ конструкции и технологичности детали;
– выбор заготовки;
– выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;
– выбор оборудования;
– расчет и назначение припусков;
– расчет режимов резания и нормирование операций;
– расчет и проектирование технологического оснащения производства и т.д.
Помимо этого, курсовой проект включает в себя необходимый минимум графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам технологический процесс.
1 Описание конструкции детали.
Деталь «Фланец» входит в состав сборочной единицы «Трехкулачковый спирально-реечный самоцентрирующий патрон 7100-0035.000». Такие патроны устанавливаются на конце шпинделя токарного станка, их применяют для установки по цилиндрической поверхности различных деталей в серийном и единичном типе производства.


Рисунок 1.1 – Патрон токарный самоцентрирующий
1 - корпус;
2 - фланец;
3 - диск спиральный;
4 - кулачок прямой;
5 - шестерня коническая;
6 - втулка;
7 - стопор;
8 - кулачок обратный;
9 - ключ.
Таблица 1.1 – Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71
Массовая доля элементов, % не более
С Si Mn Cr Ni
0,36-0,44 0,17-0,37 0,5-0,8 0,8-1,1 Не более 0,3

Плотность стали ρ=7850 кг/м3.

Таблица 1.2 – Механический свойства стали 40Х ГОСТ 4543-71




КСU Твёрдость НВ
МПа % Дж/см2 Не более
980 10 45 60 217

где σв - временное сопротивление (предел прочности при растяжении), МПа;
δ5 – относительное удлинение после разрыва на образцах пятикратной длины, %;
ψ – относительное сужение после разрыва, %;
KCU – ударная вязкость, определяемая на образце с концентратором вида U, при комнатной температуре, Дж/см2;
НВ – единицы твёрдости по Бринеллю.


2 Разработка теоретической схемы базирования.
При выборе баз для механической обработки необходимо учитывать то, что нужно добиться точной и взаимно точной установки деталей детали, по линейным и угловым размерам, а также обеспечить доступ инструментов к обрабатываемым поверхностям.
Сначала нужно произвести подбор баз, которые будут чистыми.
1. При обработке правого торца фланца, пояски и при вытачивании внутреннего отверстия в процессе обработки заготовки, базирование производится по наружному цилиндрическому краю и правому торцу.
В случае, если базирование производится по данным поверхностям, принцип единства баз для размера 38,02-0,1 мм выполняется, так как технологическая и измерительная база идентичны (левый торец заготовки). При использовании размеров 9,5±0,05 мм и 9,5+0,001 мм принцип единства баз не соблюдается, так как чертежная длина выдерживается от правого торца, а заготовка базируется по левому торцу. При использовании данной схемы установки, чертежную величину 9,5±0,05 мм можно получить, так как она формируется приращением к правому торцу заготовки.
В левой части заготовки находится установочный центр. При всем при этом тело лишится трех степеней свободы: оно не сможет совершать движения вдоль оси ОХ, а также совершать повороты вокруг осей OY и OZ. Чтобы лишить заготовку возможности перемещения вдоль осей OY и OZ, необходимо еще две точки. Центральной базой является поверхность, к которой приложены эти две точки (т.4 и т.5). Точка опоры, находящаяся на оси наружной цилиндрической поверхности, является двойным опорным пунктом.
Эта схема базирования может быть реализована с помощью трехкулачкового токарного патрона. Здесь необходимо наличие идеально обработанного левого торца заготовки, а также поверхности с внешней цилиндрической поверхностью.

Рисунок 1.2 – Схема базирования при обработке правого торца фланца, торцевого пояска и при растачивании внутреннего отверстия

2. При выполнении токарных работ по обработке левого торца фланца, внутреннего конического отверстия и внешней цилиндрической поверхности, базирование заготовки производится с помощью пояска, расположенного на правой стороне и торцевом поясе. В качестве установочной базы можно использовать правый торец заготовки. При всем при этом тело лишится трех степеней свободы: оно не сможет совершать движения вдоль оси ОХ, а также совершать повороты вокруг осей OY и OZ. Чтобы лишить заготовку возможности перемещения вдоль осей OY и OZ, необходимы еще две опорные точки. Центральной базой является поверхность, к которой приложены эти две точки (т.4 и т.5). Поперечная ось торцевого пояса имеет двойную опорную точку.
Эта схема базирования может быть реализована с помощью трехкулачкового токарного патрона. Здесь необходимо наличие хорошо обработанного правого торца заготовки, а также торцевого пояса.



Рисунок 1.3 – Схема базирования при токарной обработке левого торца фланца, внутреннего конического отверстия и внешней цилиндрической поверхности

3. В случае обработки отверстий в правом торце (сверление, зенкование фасок, нарезание резьбы) для того, чтобы избежать перемещения заготовки вдоль осей OY и OХ, необходимо использовать следующую схему базирования: заготовка располагается по внутренней цилиндрической поверхности на поддерживающей разжимной втулке, которая лишает ее возможности перемещаться вдоль осей ОХ и OY. Базирование по внутренней поверхности конической поверхности возможно, но для этого необходима более дорогостоящая оснастка. Заготовка не может вращаться вокруг осей OY и OХ, а также перемещаться вдоль оси OZ (т.1, т.2 и т.3). Это происходит из-за стола, на котором она располагается. Этот вариант базирования требует наличия тщательно обработанной левой части заготовки и внутреннего отверстия с цилиндрической формой.
При данном способе базирования принцип единства баз не выполняется, поскольку технологическая база заготовки и измерительная база не совпадают. Из-за точной настройки на размер обрабатывающих инструментов, будет достигнут необходимый уровень точности размеров.

Рисунок 1.4 – Схема базирования при обработке отверстий в правом торце

При обработке отверстий в левом торце заготовка переустанавливается на противоположный торец. В этом случае необходимо оградить заготовку ещё и от вращения вокруг оси OZ для обеспечения необходимых допусков взаимного расположения отверстий, обрабатываемых на левом и правом торце фланца. С этой целью заготовка будет базироваться на плоскость и два пальца.

Рисунок 1.5 – Схема базирования при обработке отверстий в левом торце


4. При нанесении на торцевой поясок шлифовальной машины базис для заготовки формируется по наружному торцу и его цилиндрической части. Существует проблема отсутствия единства баз для размеров 9,5±0,01 мм. В виду того, что чертежная форма выполняется от правого торца, а заготовка располагается по левому краю, данный принцип не соблюдается. В случае соблюдения данной схемы установки заготовки, чертежную величину 9,5±0,01 мм можно получить, так как она формируется относительно правого торца заготовки путем приращения.
Такая схема базирования реализуется с помощью специального устройства - мембранного патрона. Изделие устанавливается в данную конструкцию до упора, что лишает заготовку 3-х степеней свободы: она не может совершать движения вдоль оси ОХ и совершать повороты вокруг осей OY и OZ. Чтобы лишить заготовку возможности перемещения вдоль осей OY