Разработка технологического процесса изготовления детали «Поршень»

  Федеральное агентство по образованию РФ 

Филиал  СПбГМТУ 

СЕВМАШВТУЗ 

Кафедра №4 
 

Курсовая  работа

по  дисциплине  «Основы  технологии машиностроения»

на  тему:

«Разработка технологического процесса изготовления детали

«Поршень» 

РПЗ.КР.1407.02.01 
 
 
 
 
 
 

     Преподаватель: Пестов Н.А.

     Студент:              Вальков А.В.

     группа:                1407 
 
 
 
 
 
 
 

г. Северодвинск

2010.г

 

Содержание: 

1. Анализ  чертежа детали  и её служебное  назначение                           4
2. Определение типа производства и его основные особенности    6
3. Отработка конструкции детали на технологичность              7
4. Выбор метода  получения  и проектирование заготовки             8
5. Выбор  методов обработки поверхностей детали              17
6. Проектирование маршрутного технологического процесса             20
7. Выбор технологического оборудования                           21
8. Проектирование  операционного технологического процесса, разработка        

схем  базирования и закрепления, выбор  СТО, определение параметров обработки     22

9. Технологические размерные расчёты                                                                      32
10. Выбор методов и средств контроля точности изготовления детали                          35
11. Выводы по работе                                                                                                            36
12. Список использованной литературы                37
 

1. Анализ чертежа детали и ее служебное назначение 
    
   

Рис. 1.1 
 
 
 
 

1)Деталь  относится к типу вал.

2) Найдём  основные  и вспомогательные   конструкторские базы (рис.1.1)

Конструкторская база – база, используемая для определения  положения детали (или сборочной  единицы) в изделии. Конструкторские  базы подразделяются на основные и  вспомогательные. Основной называют конструкторскую  базу, принадлежащую данной детали (или сборочной единице) и используемую для определения ее положения  в изделии. Так же можно сказать, что основная конструкторская база– это линия, поверхность или точка, определяющая положение детали в сборочной единице, куда деталь входит. Вспомогательной  называют конструкторскую базу, принадлежащую данной детали (или сборочной единице) и используемую для определения  положения присоединяемого к ним изделия (детали или сборочной единицы).

    Основной  конструкторской базой является внутренний диаметр отверстия Ø50H7, а вспомогательной конструкторской базой – Ø160f7

3) Укажем  служебное назначение детали 

Поршень (в тепловой машине) деталь, предназначенная для циклического восприятия давления расширяющихся газов и преобразования его в поступательное механическое движение, воспринимаемое далее кривошипно-шатунным механизмом. Служит также для выполнения вспомогательных тактов по очистке и наполнению цилиндра. Как правило, оснащён поршневыми кольцами для улучшения герметичности системы цилиндр — поршень.

Поршень (в компрессорах) подвижная деталь, перекрывающая цилиндр в поперечном сечении и перемещающаяся вдоль его оси. Служит для преобразования механической работы в энергию давления жидкости (газа)

4) Материал  детали

К материалам, применяемым для изготовления поршней  предъявляются следующие требования: высокая механическая прочность; малая  плотность; хорошая теплопроводность; малый коэффициент линейного  расширения; высокая коррозионная стойкость; хорошие антифрикционные свойства.

СЧ20 походит для данного изделия

5) Существуют поверхности с наиболее  жесткими требованиями  точности формы и шероховатости.

Ø50H7-отверстие имеет поле допуска H7 c предельными отклонениями ( ) мкм.

Ø160f7-поле допуска f7 с предельными отклонениями ( ) мкм.

6H9-данный размер выполнен по 9 квалитету, предельные отклонения составляют( )мкм.

     К Ø50H7 предъявляется требования по соосности величиной 0,025 относительно основной базы А, к Ø160f7 предъявляются требования по радиальному биению величиной 0,04 относительно базы А, к поверхности 17 предъявляются требования по овальности и конусообразности величиной 0,01, так же предъявляются требование

по перпендикулярности поверхностей 4-11 величиной 0,01 относительно базы А

Большинство поверхностей детали изготовляется  по 14 квалитету: h14,H14,

Наиболее  жёсткие требования по шероховатости  имеют поверхности :

17,19-Ra 1.25

Остальные поверхности имеют шероховатость  Ra 2.5.

При анализе  чертежа по требованиям точности и шероховатости выявляется, что  все параметры шероховатости  на поверхности соответствуют параметрам точности.

2. Определение типа производства  и его основные особенности

Деталь  «поршень». Годовая программа выпуска  согласно заданию составляет 25000 шт. Масса детали равна 10.814 кг. Исходя из количества деталей, подлежащих обработке, и массы детали, ориентировочно устанавливаем тип производства – массовое.

     Массовое  производство характеризуется узкой  номенклатурой и большим объемом  выпуска изделий, непрерывно изготовляемых  или ремонтируемых в течение  продолжительного времени.

     Коэффициент закрепления операций для массового  производства равен 1, т. е. на каждом рабочем  месте закрепляется выполнение одной  постоянно повторяющейся операции. При этом используется специальное  высокопроизводительное оборудование, которое расставляется по поточному  принципу (т. е. по ходу  ТП) и во многих случаях связывается транспортирующими  устройствами и конвейерами с  постами промежуточного автоматического  контроля, а также промежуточными складами – накопителями заготовок, снабженными автоматическими перегружателями (роботами-манипуляторами); последние  обеспечивают смену заготовок на отдельных рабочих местах и пунктах  контроля. Используются высокопроизводительные многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, сложные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры. Широко применяются автоматические линии и автоматизированные производственные системы, управляемые ЭВМ.

     Значительное  применение находит высокопроизводительная технологическая оснастка, инструменты  из синтетических сверхтвердых материалов и алмазов и фасонные инструменты  всех видов.

     Широко  используются точные индивидуальные исходные заготовки с минимальными припусками на механическую обработку (литье под  давлением и точное литье, горячая  объемная штамповка и прессовка, калибровка и чеканка и т. п.).

     Средняя квалификация рабочих в массовом производстве ниже, чем в единичном. На настроенных станках и автоматах  работают рабочие-операторы сравнительно низкой квалификации (1-2 разрядов). Одновременно в цехах работают высококвалифицированные наладчики станков, специалисты по электронной технике и пневмогидроавтоматике.

     Технологическая документация массового производства разрабатывается самым детальным  образом, технические нормы тщательно  рассчитываются и подвергаются экспериментальной  проверке.

3. Отработка конструкции детали на технологичность

Технологичность конструкции - совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность  его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации  для  заданных показателей качества, объёма выпуска и условий выполнения работ. Технологичность конструкции изделия  выражает не функциональные свойства  изделия, а его  конструктивные особенности. Конструкцию изделия  характеризуют,  в общем, случаи  состав  и взаимное расположение  его составных частей, форма и расположение его составных частей, форма и расположение  поверхностей деталей и соединений. Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции детали, сводятся  к возможному  уменьшению  трудоёмкости, возможности обработки детали  высокопроизводительными методами. Улучшение технологичности позволяет снизить себестоимость ее изготовления.

• Жесткость поршня считается недостаточной, если для получения точности  6-9 квалитетов, соотношения его длины к диаметру свыше 10..12[2, стр.12]. В нашем случаи  конструкция является жесткой ,но имеется сквозное отверстие внутри поршня, которое будет ослаблять жесткость конструкции;
• Данная конструкция имеет поверхность удобную для установки  в стандартные станочные приспособления(цилиндрическая поверхность)
• Требования, предъявляемые к детали, будут полностью обеспечены маркой выбранного материала.

Затем оценим удобство  изготовления отдельных  поверхностей  детали:

• Деталь не имеет поверхностей, к которым затруднен доступ инструмента, что упрощает  процесс их обработки.
• Также деталь  не имеет поверхностей,  при обработке которых возникает опасность поломки инструмента
• Деталь не имеет фасонных поверхностей, требующих для обработки специальных  инструментов или оборудования.

Так как  конструкция детали  простая, можно сделать вывод, что «поршень» является технологичной деталью.

 

4. Выбор метода  получения  и проектирование заготовки

Правильно выбрать заготовку-это  значит, определить рациональный метод её получения, конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку, разработать технические условия  на её изготовление. Главным при выборе заготовки является  обеспечение заданного качества готовой детали при её min себестоимости.

Выбор заготовки производится в зависимости  от материала, конфигурации детали, ее размеров и объема выпуска. Исходя из этих критериев выбираем 2 метода получения заготовки:

• Литье в кокиль.
• Литьё по выполняемым моделям

    Получение заготовки методом  литья по выплавляемым моделям

    Для определения характеристик заготовки, получаемой методом литья воспользуемся  ГОСТ 26645-85 [8].

    Исходя  из конфигурации и массы детали, а также серийности производство выбирается метод литья по выплавляемым моделям.

1. По выбранному способу литья (по выплавляемым моделям), марке литейного материала и габаритным размерам определяется класс размерной точности отливки: 5-9. (табл.9). Согласно примечанию 1 выбирается класс точности 7 – для отливок средней сложности и условий механизированного серийного производства.
2. По отношению наименьшего размера детали к наибольшему: - определяется степень коробления элементов отливки (табл.10): 9.
3. Степень точности поверхности отливки (табл.11): 6-11. Согласно примечанию 1 выбирается степень точности 8 – для отливок средней сложности и условий механизированного серийного производства.
4. По степени точности поверхности определяется шероховатость поверхности отливки (табл.12): Ra = 10мкм.
5. По выбранному способу литья, марке литейного материала и массе отливки определяется класс точности массы отливки (табл.13):   4-11т. Согласно примечанию  выбирается класс точности массы отливки 7 – для отливок средней сложности и условий механизированного серийного производства.
6. Допуски на размеры отливки определяются в зависимости от класса размерной точности отливки(7) (табл. 1)