Изготовление детали "втулка"

Введение 

     Машиностроительная  промышленность является ведущей отраслью, так как это главный потребитель  сырья и рабочей силы. От нее  зависит материально техническая база и обороноспособность страны. Именно в машиностроении материализуются научно-технические идеи, создаются новые системы машин, определяющие прогресс в других отраслях.

     Современный уровень технического прогресса, создание совершенных высокопроизводительных, автоматизированных и высокоточных машин, основанных на использовании новейших достижений науки, требует подготовки высокообразованных инженеров, обладающих глубокими знаниями и хорошо владеющих новой техникой и технологией производства.

     Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов, экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.

     Целью данного курсового проектирования является:

• Расширение, систематизация и закрепление теоретических и практических знаний, полученных студентами во время лекционных, лабораторных, практических занятий, а также в период прохождения инженерной производственной подготовки на базовых предприятиях;
• Практическое применение этих знаний для решения конкретных технических, организационных и экономических задач;
• Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной работы;
• Проведение поиска научно – технической информации и работа со справочной и методической литературой, стандартами и нормами;
• Обучение студента краткому изложению сущности проделанной работы, аргументировано объяснять принятые решения при ответах на вопросы.

     Курсовой  проект является одним из основных этапов подготовки студентов к дипломному проектированию. Основной задачей курсового проекта является разработка технологического процесса механической обработки заготовки на стадии технического проекта для различных видов и типов производства с выполнением ряда технических расчетных работ и технико-экономическим обоснованием принятых решений.  
 
 
 

 

      

1. Общий раздел 

      1.1 Описание конструкции, служебного  назначения детали, химический состав и механические свойства материала. 

      Втулка  — деталь машины, механизма, прибора цилиндрической  формы (с осевой симметрией), имеющая осевое отверстие, в которое входит сопрягаемая деталь. В зависимости от назначения применяют втулки подшипниковые, закрепительные, переходные и др.

      Конструктивно втулка представляет собой цилиндрическое кольцо. На диаметре Ø 55 имеются 6 цилиндрических отверстий Ø6^+0,75.

       Материалом для изготовления  данной втулки служит  легированная  сталь 20Х. При обработке втулки  должно быть обеспечено в установленных  пределах отклонение радиального биения торцев; точность диаметра 46Д11 и правильность  его формы. Деталь подвержена вибрационным нагрузкам. Деталь относится к группе цилиндрических деталей с гладкой внешней цилиндрической поверхностью, протяжённость которой  не превышает ее диаметральный размер.

     В соответствии со служебным назначением к внешним цилиндрическим поверхностям не предъявляют повышенные требования по точности геометрической формы. Форма детали образована простой поверхностью ‒ цилиндрической.

     Конструкторской базой является  цилиндрическая поверхность А . По ней происходит соединение втулки  при сборке.

     К этой поверхности предъявляются  повышенные требования по точности взаимного  расположения к торцевым поверхностям (допуск радиального биения поверхности  А не более 0,06), и качеству поверхности (Ra 1,25 для поверхности А).  Эта поверхность прерывистая и не протяженна.

      Втулка  изготовлена из стали марки  20Х  ГОСТ 4543-71. Сталь 20Х - конструкционная легированная. Ее применяют для изготовления цементуемых, деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

      Для повышения прочности поверхностного слоя применяют вид термической обработки – цементацию, которая для легированных сталей обеспечивает высокую поверхностную твердость (58...61 HRC).  

Механические  свойства проката 20Х ГОСТ 4543-71  [5 стр.133] 

Таблица 1.1

 

 

Химический  состав стали 20Х [5 стр.133]

Таблица 1.2 

 

1.2 Технические требования, методы их выполнения и контроля. 

Анализ  технических требований .

Таблица 1.3

 

      1.3 Отработка чертежа детали на  технологичность по количественным  и качественным показателям 

       Деталь  представляет собой тело вращения без  внешних выступов, что технологично, так как позволяет обработать поверхность на проход (точение по внешнему диаметру производиться  на проход ). Отношение длины детали к ее диаметру меньше пяти, следовательно, деталь не жесткая, что не является признаком технологичности.

       В конструкции детали имеется выточка  Ø50 размером 8+0,75 что требует специальной настройки станка и специального резца, что не технологично. Имеются не регламентированные 6 отв.Ø6+0,75 которые расположены по периферии Ø 55Н14, требуют специального приспособления для их сверления, что не технологично.

       Режущий инструмент- резец не позволяет обработать поверхность Ø50H14 на проход (так как работает в упор), что требует специальной заточки резца.

         Конструктивные элементы  (фаски,  отверстия) имеют унифицированные  размеры, что технологично. Учитывая служебное назначение детали, изменить конструкцию нельзя. 

 

1.3.1. Анализ  детали на технологичность по  количественным показателям. 

      1 .Коэффициент унификации конструктивных  элементов:

где:   - число унифицированных элементов детали, шт.

       - общее число конструктивных  элементов детали, шт.

Унифицированные элементы.

Таблица 1.4

         К_у.э.=6/7=0,85

    так как при технологичной конструкции К_уэ>0,6, следовательно деталь по данному показателю технологична.  

    2. Коэффициент точности обработки:

         К_тч=1-(1/А_ср),

        где А_ср. - средний квалитет точности,

         А_ср. = (п₁+2п₂+3п₃+...+19п₁₉)/Σп,

        где n_1,2…   число поверхностей детали с точностью соответственно с 01 по 19 квалитет. 

    Точность  детали

    Таблица 1.5

 

      Аср. = 14×5+11+9+16+17×2/10=13,8 ≈14

      Ктч=1-(1/15) = 0,93. Чем больше, Ктч, тем изделие более технологично, в данном случае, Ктч > 0,5,  следовательно по  данному показателю деталь технологична. 

      3. Коэффициент шероховатости:

      Кш=1/Бср,

        где Бср - средняя шероховатость  поверхности, определяемая в значениях  параметра Ra, мкм

      Бср=(0,01п,+0,02п2+...+40п,з+80п14)/ Σn

      где n1,n2-.-количество поверхностей, имеющих  шероховатость соответственно данному числовому значению параметра. 

      Шероховатость детали

Таблица 1.6