Реферат: Методические указания для выполнения лабораторной работы для студентов очной и заочной форм направлений 150400, 190500 и специальностей 190603

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ


Кафедра технологии металлов


В.А. Ягуткин


ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ


Методические указания для выполнения лабораторной работы для студентов очной и заочной форм

направлений 150400, 190500

и специальностей 190603

Дисциплина «Технология машиностроения»


Екатеринбург

2008

Теоретическая часть

Под технологичностью конструкции следует понимать совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени, которые имеют место при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте изделия.

Таким образом, технологичная конструкция наряду с высокими эксплуатационными качествами должна обеспечить минимальные трудоемкость, материалоемкость и себестоимость изделия.

Отработку конструкции изделия на технологичность на первых стадиях проектирования ведут конструкторы с участием технологов, а также работников производства и технического контроля.

Технологичность конструкции оценивают системой показателей, где к основным, в частности, относится трудоемкость изготовления изделия, а к техническим показателям относится, например, коэффициент использования материала, точности обработки, шероховатости поверхности и др.

Уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления – отношение достигнутой трудоемкости изготовления к базовому показателю трудоемкости изготовления. Так коэффициент основного времени равен:



где: - основное время затраченное на обработку заготовки;

- норма основного времени, расчетная.

Коэффициент использования материала – отношение массы детали к массе заготовки.



где: - масса детали;

- масса заготовки.

^ Технологичность конструкции детали может отрабатываться исходя из условий обработки резанием. Для этого выбирают рациональную заготовку, форма и размеры которой приближались бы к форме, размерам готовой детали. Технологичная конструкция детали предлагает рациональную простановку размеров, допусков и шероховатости обрабатываемых поверхностей, минимальную трудоемкость изготовления, без применения специальных сложных инструментов, приспособлений и самих технологических операций. Часто следует учитывать обрабатываемость материала, когда невозможно получить малую шероховатость поверхности детали из низкоуглеродистых сталей (Ст3) по сравнению с более твердыми (Сталь 45).

^ Технологичность конструкции может рассматриваться исходя из условий сборки. В частности, удобства в сборке можно достичь, если в конструкции сопрягаемых деталей предусмотрены фаски. Для обеспечения в соединении собираемых деталей оптимальных расчетных зазоров или натягов при различных типах производства выбирают соответствующие методы достижения точности при сборке. Так, при единичном производстве, оптимальный зазор в соединении вал-втулка должен соответствовать среднему. Он может быть получен при изготовлении деталей с размерами, соответствующими координатам середин полей допусков при хорошей настройке станка, а при необходимости, методом пригонки. При серийном, массовом производстве, а также при ремонтах (шейка коленчатого вала – вкладыш в двигателе внутреннего сгорания) часто используется метод селективной сборки (групповой взаимозаменяемости) для обеспечения расчетного зазора в соединении.


^ Цель работы

На основе лабораторного эксперимента произвести оценку технологичности конструкций сопрягаемых деталей и выбрать оптимальный вариант их изготовления на стадиях проектирования, обработки резанием и последующей сборки.


Задание

Изучить теоретическую часть.

Произвести анализ технологичности конструкций втулки и вала (рис. 1,2) на стадии проектирования, учитывая требования к точности сопряжения (), качеству сопрягаемых поверхностей (0,4 < < 6,3) и легкости соединения. Внести при необходимости соответствующие изменения в конструктивные решения и сделать обновленные эскизы.

Построить схему полей допусков втулки и вала и определить предельный и средний зазоры в соединении.

Разработать маршруты обработки втулки и вала по варианту 1 с использованием в качестве заготовки круглого стального проката с изготовлением на токарно-винторезном станке и по варианту 2, с использованием в качестве заготовки для вала тот же прокат, а для втулки стальной трубы с припусками на обработку, с изготовлением на токарно-револьверном станке.

Выполнить операционные эскизы обрабатываемых деталей по варианту 1 и 2.

Изготовить втулку и вал по варианту 1 на токарно-винторезном станке, а затем по варианту 2 на токарно-револьверном станке определяя по секундомеру фактические затраты основного времени .

Собрать соединение втулка-вал, определив фактический зазор.

Рассчитать показатели технологичности конструкций втулки и вала , .

Произвести анализ полученных результатов с объективным доказательством выбора оптимального варианта технологического процесса изготовления деталей с учетом отработки технологичности их конструкций при проектировании, обработки резанием и сборки.

Оформить индивидуальный отчет.

- остальное











250,5






Рис. 1



- остальное






250,5


300,5

Рис. 2


* - размеры задаются преподавателем


Технологическое оснащение для проведения эксперимента

по варианту 1:

универсальный токарно-винторезный станок типа 1616, 1К62;

заготовки для вала и втулки из стального проката круглого сечения, материал режущих частей инструментов по заданию преподавателя;

режущий инструмент: резец проходной упорный, резец отрезной, сверло спиральное, резец расточной для сквозных отверстий;

измерительный инструмент: штангенциркуль, микрометр, нутромер индикаторный, образцы шероховатости или профилометр, секундомер.

по варианту 2:

токарно-револьверный станок РТ40, обеспечивающий стабильную точность обработки и большую производительность;

заготовка для вала – стальной прокат круглого сечения, заготовка для втулки – стальная труба;

режущий инструмент: резец проходной упорный, резец расточной, резец отрезной, предварительно настроенные на размеры деталей;

измерительный инструмент: штангенциркуль, микрометр, нутромер индикаторный, образцы шероховатости или профилометр, секундомер.

Методика выполнения работы

Отрабатывается технологичность конструкций втулки и вала с внесением изменений в конструктивные решения с назначением требуемых допусков и посадок на сопрягаемых поверхностях и оптимальной шероховатости с учетом легкости центрирования при сборке и обеспечения зазора в соединении .

На основании разрабатываемых маршрутов обработки втулки и вала по вариантам 1 и 2, выбирают оптимальные режимы резания и расчетные нормы основного времени .

Станки настраивают методом пробных промеров и пробных проходов на размеры соответствующие координатам середин полей допусков.

Обработка на станках выполняется последовательно: вначале изготовляют втулку, затем вал, в системе отверстия для обеспечения требуемой точности.

По секундомеру определяют фактические затраты времени обработки втулки и вала и рассчитывают .

Расчетным путем или взвешиванием определяют реальную массу заготовок для втулки и вала и массу изготовленных деталей. Рассчитывают коэффициенты .


6. Результаты экспериментов

Все найденные параметры и показатели технологичности заносят в таблицу.


Разработка маршрутной технологии

Вариант 1 обработки втулки из круглого проката на токарно-винторезном станке.

Установить заготовку в 3-х кулачковый патрон, закрепить.

Подрезать торец 1* как чисто.

Сверлить центровочное отверстие. Сверло центровочное Р6М5.

Сверлить отверстие 2 на длину детали с перебегом на 3-5 мм. Сверло спиральное Р6М5.

Расточить отверстие 2 начерно и начисто, выдерживая размер по эскизу, резец расточной Т15К6.

Точить поверхность 3 окончательно. Резец проходной отогнутый Т15К6.

Снять фаску 4. Резец проходной отогнутый Т15К6.

Снять фаску 5. Резец расточной Т15К6.

Отрезать заготовку в заданный размер. Резец отрезной Р6М5.

Переустановить и снять заготовку.

Снять фаску 6. Резец расточной Т15К6.

Снять фаску 7. Резец проходной отогнутый Т15К6.

Вариант 1 обработки вала из круглого проката на токарно-винторезном станке.

Установить заготовку в 3-х кулачковый патрон, закрепить.

Подрезать торец 1* как чисто. Резец проходной отогнутый Т15К6.

Точить поверхность 2 начерно и начисто. Резец проходной упорный Т15К6.

Точить поверхность 3 начерно и начисто с одновременной подрезкой торца 4, выдерживая размеры по эскизу. Резец проходной упорный Т15К6.

Снять фаску 5. Резец проходной отогнутый Т15К6.

Отрезать деталь в размер по эскизу. Резец отрезной Р6М5.

Переустановить заготовку и снять.

Подрезать торец 6 начисто. Резец проходной отогнутый Т15К6.

Снять фаску 7. Резец проходной отогнутый Т15К6.

* - номера обрабатываемых поверхностей деталей указаны на рис. 3, 4




Рис. 3 Схема обозначения обрабатываемых поверхностей втулки




Рис. 4 Схема обозначения обрабатываемых поверхностей вала


Последовательность обработки втулки и вала, соответственно из трубы и круглого проката на настроенном токарно-револьверном станке предполагает самостоятельную разработку.

^ Результаты экспериментального изготовления втулки и вала

Таблица

^ 1. Заготовка – круглый прокат, станок 1К62

Масса заготовки, г

Масса детали, г

Основное время изготовления, мин

зазор в соединениях, мкм

втулки,

вала,



втулки,

вала,



нормативное

фактическое

средний расчетный

фактический

втулки,

вала,



втулки,

вала,

































Коэффициент использования материала

Коэффициент основного времени

для втулки

для вала

для втулки

для вала

























^ 2. Заготовка – круглый прокат для вала, труба для втулки, станок РТ40




















































































8. Анализ результатов и выводы

Сопоставляя показатели технологичности конструкций , , а также значения зазоров в соединениях при изготовлении изделий по вариантам №№ 1, 2, (табл) следует сделать заключения по технологичности конструкций при проектировании с точки зрения оптимального выбора заготовок, типов станков и технологических процессов механической обработки с целью практического использования в производстве.