Конструкторско-технологическая подготовка производства по выпуску редуктора РД-8

На первой технологической операции должны быть обработаны те поверхности заготовки, которые в дальнейшем должны служить ее технологическими базами на последующих операциях. Черновая база должна использоваться только один раз. Повторное ее использование недопустимо. Для выбора чистовых баз необходимо пользоваться принципом постоянства и совмещения баз. Базовые поверхности должны обеспечивать наибольшую жесткость детали в направлении зажимных усилий и силы резания при обработке.

Технологическая база, используемая при первом установке заготовки, называется черновой технологической базой.

В проекте черновой технологической базой является поверхность заготовки диаметром 95 мм. Чистовой базой являются центровые поверхности.

На горизонтально-расточной, фрезерной, калибровочной операциях технологической базой, является наружная поверхность вала. На токарной, зубофрезерной, зубошлифовальной, шлифовальной операциях технологической базой являются центровочные отверстия.

3.6 Выбор оборудования и режущего инструмента

Выбор станков для проектируемого технологического процесса производится уже после того, как каждая операция предварительно разработана.

При выборе оборудования будем исходить из точности, схемы базирования детали, габаритов и объема выпуска. Также учитывается технические характеристики станков, их габариты, и технические возможности, мощности и производительности.

Заготовительная операция производится на горизонтально-ковочной машине.

На горизонтально-расточной операции 010 производится фрезерование торцев и их центрование на горизонтально-расточном станке марки 2622ВФ1. Станок имеет следующие эксплуатационные характеристиками:

- размеры встроенного поворотного стола 160018008000 мм;

- мощность электродвигателя 19кВт;

- габаритные размеры 816050704805 мм [16].

На токарной операции 015 обрабатываются поверхности вала на токарно-винторезном станке с ЧПУ 16К20Ф3, который выбирается для данной операции по следующим параметрам: габаритных размеров обрабатываемой детали (наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над суппортом 220мм, наибольшая длинна обрабатываемой заготовки 1400мм), соответствие станка требуемой мощности резания (мощность электродвигателя привода главного движения 11кВт).

Для фрезерования шпоночных пазов операция 020, требуется вертикально-фрезерный станок 6Р13, с характеристиками:

- размеры рабочей поверхности стола, 400 х 1600 мм;

-мощность электродвигателя, главного движения 11 кВт;

- габаритные размеры станка 256022602120 мм [16].

Для нарезания зубьев зубчатого колеса операция 025, необходим зубофрезерный станок модели 5Е32 со следующими основными характеристиками:

- наибольший диаметр обрабатываемой заготовки - 125 мм;

- наибольший диаметр устанавливаемых червячных фрез - 100мм;

- частота вращения шпинделя инструмента - 100500 об/мин;

- подача заготовки радиальная - 0,4 60 мм/об;

- мощность электродвигателя привода главного движения - 2,2 кВт;

- габаритные размеры станка 800030701205 мм [16].

Для зубошлифования необходим станок 5843, с основными эксплуатационными характеристиками:

- модуль обрабатываемого зубчатого колеса 2-12;

- число зубьев обрабатываемого зубчатого колеса 14-205;

- мощность электродвигателя 1,5кВт;

- габаритные размеры станка 328027802525 мм [16].

Для шлифования поверхности операция 050, выбирается шлифовальный станок модели- 3М163В, с основными характеристиками:

- наибольшие размеры устанавливаемой заготовки- 280*1400 мм;

- высота центров над столом 160;

- скорость автоматического перемещения стола 0,05-5 м/мин;

- частота вращения, шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием 55-620 об/мин;

- мощность электродвигателя привода главного движения 25кВт;

- габаритные размеры станка 502629302170 мм [16].

Одновременно с выбором станка для каждой операции выбираются режущие инструменты, обеспечивающие достижение наибольшей производительности, требуемой точности и класса шероховатости обрабатываемой поверхности. Выбор инструмента производится в соответствии с материалом обрабатываемой детали. Выбор марок режущего инструмента производиться по [16], при обработке вала-шестерни сталь 40ХН.

Режущий инструмент является важной частью системы станка, обеспечивающей его эффективную эксплуатацию. От выбора и подготовки инструмента зависят производительность станка и точность обработки.

Режущий инструмент должен удовлетворять следующим требованиям:

-обладать стабильными режущими свойствами;

- удовлетворительно формировать и отводить стружку;

- обеспечивать заданную точность обработки;

- обладать универсальностью, чтобы его можно было применять для обработки типовых поверхностей различных деталей на разных моделях станков;

- быть быстросменным при переналадке на другую обрабатываемую деталь или замене затупившегося инструмента.

Для горизонтально - расточной операции 010 используется:

- сверло центровочное А5 ГОСТ 14952-75;

- фреза торцевая , числом z=10, материал Р6М5К5 ГОСТ 9304-69;

Для черновой токарной операции 010 назнаются резцы:

- проходной прямой ГОСТ 18878-73 с пластинкой Т15К10;

- упорный прямой ГОСТ 18879-73 с пластинкой Т15К10;

- канавочный ГОСТ 18884-73 с пластинкой Т15К6.

Для токарной операции 015 назначаются резцы:

- резец прорезные ГОСТ 10044-73;

- резец проходные Т15К10 ГОСТ 18877-73;

- резец отрезные Т15К10 ГОСТ 10043-92;

- резец канавочные Т15К6 ГОСТ 18881-73,

- резец резьбовой .Т15К6 ГОСТ 18885-79.

На фрезерной операции 020 используются концевые фрезы ГОСТ 17026-71: ,с числом зубьев z=3, материал - Р6М5К5; ,с числом зубьев z=3, материал - Р6М5К5.

На зубофрезерной операции 025 используем червячную фрезу Новикова ГОСТ 9324-80 диаметром , с модулем m=5,числом зубьев z=14. Материал фрезы - быстрорежущая сталь Р18.

Шлифование производится шлифовальным кругом ПП 250х25х50 24А СТ2 6К ГОСТ 2424-83.

3.7 Расчет режимов резания на отдельные операции

Режимы резания будут рациональны, если его процесс ведется с такими значениями перечисленных режимных параметров, которые позволяют получить высокие технико-экономические показатели [9].

При назначении элементов режимов резания учитываются характер обработки, тип и размера инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования [16].

Операция 020 - фрезерная производится фрезерование паза под размерами В=22, t=9N9, параметр шероховатости Ra=6.3 мкм.

Исходные данные: делать - вал - шестерня, материал - Сталь 40ХН, заготовка - поковка.

Станок горизонтально фрезерный 6Р13 (Nд=11 кВт, ). Фреза концевая O 22, l = 123мм, z=3 [16] , материал Р6М5. Приспособление - призмы. Масса заготовки. Годовая программа выпуска 500 шт. Производство единичное.

Глубина фрезерования t и ширина фрезерования В - понятия, связанные с размерами слоя заготовки, срезаемого при фрезеровании. Глубина t =9 мм, а ширина В = 22 мм.

Величину Sz находим по [16] Sz = 0,036 мм/зуб.

Скорость резания - окружная скорость фрезы, м/мин, определяется по формуле [16]

(3.42)

где Т - стойкость инструмента по [16], Т=80мин;

Коэффициенты и показатели степени выбираются по [16] -СV = 46,7; m = 0,33; = 0,5; = 0,5; q=0,45; u=0,1 и p=0,1.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания [16],

(3.43)

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала [16];

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки [16], ;

- коэффициент, учитывающий материал инструмента [16], .

(3.44)

где KГ-коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости, KГ = 1,0;

nv - показатель степени, nv =0,9.



Находится частота вращения фрезы n из формулы определения скорости резания [16]

(3.45)

По паспорту станка принимается n=600 об/мин.

Фактическая скорость резания по принятой частоте вращения шпинделя станка

м/мин

Минутная подача [16]

мм/мин (3.46)

По паспорту станка принимается мм/мин

Фактическая подача на зуб фрезы

мм/зуб

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила [16]

(3.47)

где z - число зубьев фрезы;

n - частота вращения фрезы, об/мин;

- поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала для стали, [16];

x, y, u, q и w - показатели степени ,[16];

Сp - коэффициента

Сp = 68,2; x = 0,86; y = 0,72; u = 1,0; q = 0,86; w = 0; = 1.

Крутящий момент [16],

(3.48)

где D - диаметр фрезы, мм

Мощность резания (эффективная) [16], кВт

(3.49)

Коэффициент использования станка по мощности

(3.50)

Основное время при фрезеровании концевой фрезой шпоночного паза определяется по формуле [17]

(3.51)

где - ход фрезы в мм;

sМ.пр - продольная подача, мм/мин.

Ход фрезы [17]

(3.52)

где ;

- перебег;

длина шпоночного паза, 125мм.

Для остальных поверхностей режимы резания выбираются из справочной литературе. И все данные сводятся в таблицу 2.8.

3.8 Расчет норм времени на отдельные операции

Технические нормы времени в условиях единичного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

В единичном производстве определяется норма штучного времени по формуле [10]

(3.53)

где - подготовительно - заключительное время, мин.;

n - количество деталей в настроечной партии, шт.

Эту формулу можно представить в таком виде для всех операций кроме шлифовальных [10]

(3.54)

где - основное время;

- время на установку и снятие детали, мин;

- время на закрепление и открепление детали, мин;

время на приемы управления, мин;

- время на измерение детали, мин;

- коэффициент;

- время на обслуживание рабочего места и отдых, мин.

Для шлифования [8]

где - время на техническое обслуживания рабочего места, мин;

Таблица 2.8 - Режимы резания

№ операции	Операция/ переход	t, мм	S, мм/об	, м/мин	n,об/мин	P,Н	N,квт	tосн.
010	Горизонтально-расточная	4	0,09	242	500	-	4,6	1,3
015	Токарная черновая 80 86 90 95 110 91,5 100 Токарная чистовая 80 86 90 95 110 91,5 100 М90	6 5 3 1,9 1,4 6 6 3,5 2 1 0,6 0,6 3,5 1 1,28	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 2	90 90 90 90 90 90 90 170 170 170 170 170 170 170 13,8	420 420 420 420 420 420 420 677 677 677 677 677 677 677 50	4800 4000 2400 1520 1120 4800 4800 1507 1200 600 380 380 1507 600 -	7 5,8 3,5 2,2 1,6 7 7 4,1 3,3 1,6 1,05 1,05 4,1 1,6 3.6	0,9 0,4 0,17 0,3 0,11 0,9 0,8 0,7 0,5 0,1 0,3 0,1 0,9 1,01 3,1
020	Фрезерная В=22мм, t=9 В=12мм, t=7	9 7	0,33 0.33	42 44	600 1189	1934 2300	1,3 1,6	2.5 1,08
025	Зубофрезерная	2,5	3	110	300	-	-	12,2
045	Зубошлифовальная	0,02	0,05	50	350	-	9,3	5,6
050	Шлифовальная черновая 80 95 Шлифовальная чистовая 80 95	0,4 0,3 0,1 0,1	0,002 0,002 0,001 0,001	30 30 50 50	120 120 200 200	- - - -	5,08 4,2 2 1,6	1,5 1,2 1 0,5

(3.55)

- время на организацию рабочего места, мин;

- время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

Нормирование фрезерной 020 операции.

Определяется состав подготовительно - заключительное время для фрезерной операции 020: установка приспособления [18, карта 1] - 20 мин; установка фрезы - 2 мин; получение приспособления и инструмента до начала работы и сдачи их рослее завершение работы, [10, карта № 1] - 7 мин,

мин.

Время на установку и снятие детали, закрепление ее и открепление, [18, карта 2]

(3.56)

Время на управление [10, таблица 5.1] : включить и выключить станок кнопкой - 0,01мин; подвести деталь в продольном направлении - 0,03мин; переместить стал в обратном направлении 300мм - 0,11мин; тогда

мин.

Время на измерение детали [10, таблица 5.16] , равно 0,2мин; при 20% контролируемых деталей, получается

мин

Вспомогательное время мин, оперативное время равно мин.

Время на обслуживания рабочего места [10, таблица 5.16] составляет 3,5% от оперативного тогда

мин

Время на отдух и личные надобности равно 4% от оперативного [10, карта 88]

мин

Штучно - калькуляционное время при фрезеровании шпоночного паза по формуле (3.54)

мин

Нормирование шлифовальной операции 050.

Определяется состав подготовительно - заключительное время для шлифовальной операции 045: установка вала в центрах [19, карта 1] - 8 мин; установка шлифовального круга - 2 мин; получение инструмента до начала работы и сдачи их после завершение работы, [10, карта № 25] - 5 мин,

мин.

Время на установку и снятие детали, закрепление ее и открепление, [10, таблица 5]

.

Время на управление [10, таблица 5.1] :

мин.

Время на измерение детали [10, таблица 5.16] , равно 0,33 мин; при 50% контролируемых деталей, получается

мин.

Вспомогательное время мин, оперативное время равно мин.

Время на организацию рабочего места [10, таблица 5.21] составляет 1,7%,тогда

Время перерывов на отдых и личные надобности составляет 6% от оперативного

Техническое обслуживание рабочего места

(3.57)

Штучно - калькуляционное время при шлифовании вала по формуле (3.55)

мин

Полученные данные при расчетах норм времени сводятся в таблицу 2.9.

Таблица 2.9 - Сводная таблица технических норм времени

№ операции
010	3,1	29	0,442	0,1	0,16	-	-	0,1	500	3,9
015	14,38	26	0,714	0,1	0,16	-	-	0,06	500	14,48
020	7,16	29	0,128	0,15	0,04	-	-	0,22	500	7,6
025	12,2	20	0,442	0,1	0,2	-	-	0,51	500	13,44
045	5,6	20	2,6	0,1	0,2	-	-	0,51	500	7,8
050	8,2	15	2,6	0,1	0,165	0,05	0,003	0,204	500	8,4

3.9 Выбор контрольно - измерительных средств

Для обеспечения надлежащего контроля необходимо правильно выбрать средства и способы контроля. При этом нужно, чтобы измерительные средства соответствовали требованиям, которые предъявляются к точности обрабатываемых деталей. Предельная погрешность измерительных средств не должна превышать 1020% допуска измеряемой величины. При выборе измерительных средств необходимо также учитывать экономические показатели их себестоимости, время на настройку, на измерение, надежность работы и т.п.

Для контроля диаметров вала - шестерни 80,86,95,91.57 выбирается мерительный инструмент микрометр МК-100 ГОСТ 6507-80, с ценой деления 0,01мм. Основанием микрометра является скоба, а преобразующим устройством служит винтовая пара, состоящая из микрометрического винта и микрометрической гайки, укреплённой внутри стебля; их часто называют микропарой. В скобу запрессованы пятка и стебель. Измеряемую деталь охватывают торцевыми измерительными поверхностями микровинта и пятки. Барабан присоединён к микровинту с помощью колпачка в котором находится корпус трещотки. Чтобы приблизить микровинт к пятке, вращают барабан трещотку по часовой стрелке (от себя), а для обратного движения микровинта (от пятки) барабан вращают против часовой стрелки (на себя). Закрепляют микровинт в требуемом положении стопором.

1- скоба, 2- пятка, 3-микрометрический винт, 4- стопор, 5-стебель, 6-барабан, 7-трещетка Рисунок 3.6 Микрометр МК-100

Для проверки метрической резьбы М902-8g применяется кольцо резьбовое (рисунок 3.7) - это бесшкальный измерительный инструмент для контроля размеров, формы и взаимного расположения частей изделий. Контроль изделия состоит в сравнении с калибром по вхождению или степени прилегания их поверхностей.

Рисунок 3.7 Кольцо резьбовое

Для контроля шероховатости необходимы образцы шероховатости ГОСТ 9378-93 представляющих собой набор пластин обработанных с определенной шероховатостью.

Также необходимо проверить радиальное и торцевое биение. Схема измерения радиального биения представлена в графической части. В Контрольные цента которые крепятся на плите вставляется вал и с помощью индикатора ИБР ГОСТ 5584-8 который крепится на штативе измеряется радиальное и торцевое биение. Величина биения определяется как разность между наибольшим и наименьшим показаниями измерительного устройства, при повороте детали на .

Смещение исходного контура зубчатых колес Новикова от его номинального положения оказывает большое влияние на условие контактирования зубчатых колес в передачи, в связи с чем контролю положения исходного контура уделяется особое внимание. В графической части представлена схема измерения положения исходного контура относительно окружности выступов тангенциальным зубомером 23500 (ГОСТ 4446-70). Тангенциальный зубомер (рисунок 3.8) состоит из корпуса 1 и двух измерительных губок 2, перемещающих от винта с правой и левой винтовой нарезкой. Измерительные поверхности губок скошены под угол зацепления. Прибор настраивается с помощью роликов прилагающихся к прибору, имеющим диаметры, пропорциональны модулю контролируемого колеса, независимо от числа зубьев.

Измерительная поверхности прибора образуют призму, форма которой соответствует форме впадины между зубьями исходного контура, чем достигается контакт их по постоянной хорде. Плавность работы зубчатых колес можно выявить при контроле местной кинематической погрешности, циклической погрешности колеса и передачи. С помощью поэлементных методов контролируется шаг зацепления. Шаг зацепления контролируется с помощью накладных шагомеров (рисунок 3.9) БВ-5070 ГОСТ 53688-81(схема измерения представлена в графической части) снабженных тангенциальными наконечниками 2 и 3 и дополнительно поддерживающим наконечником 1.

Рисунок 3.8 Схема измерения отклонения исходного контура

Измерительный наконечник 3 подвешен на плоских пружинах 4 и 6. При контроле шестерни перемещение измерительного наконечника фиксируется встроенным отсчетным устройством 5. При настройки положения наконечников 1 и 2 можно менять с помощью винтов 7.

Для измерения длины шеек вала, длины и глубины шпоночных пазов используется штангенциркуль ШЦ I-1600-0,1 ГОСТ 166-89.

Штангенциркуль - универсальный инструмент для определения наружных и внутренних размеров. С помощью штангенциркуля можно выполнить более точные измерения, чем линейкой. Кроме того, штангенциркулем можно определять глубину отверстий и выступов. Мерительные губки штангенциркуля можно использовать также для замеров параллельности сторон заготовок. Для измерения наружных размеров и контроля параллельности используют основные мерительные губки инструмента, для измерения внутренних размеров и разметки -- вспомогательные заостренные губки.

С помощью глубиномера определяют глубину отверстий и выступов.

В основу устройства штангенциркуля положены линейка с делениями (штанга) и вспомогательная шкала-нониус, которая перемещается по основной линейке-штанге. С помощью этой вспомогательной шкалы можно отсчитывать доли деления основной шкалы.

Рисунок 3.9 Шагомер БВ-5070

Контроль элементов шпоночного соединения универсальными средствами измерений из-за малости их поперечных размеров существенно затруднен. Поэтому для их контроля широко используются калибры.

Проходной калибр для контроля вала со шпоночным пазом представляет собой призму («наездник») с выступом-шпонкой, равной длине шпоночного паза или длине шпоночного сопряжения. Комплект непроходных калибров предназначен для поэлементного контроля и включает непроходной калибр-скобу для контроля размеров центрирующей поверхности вала и шаблоны для поэлементного контроля ширины и глубины шпоночного паза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте была произведена модернизация редуктора - изменение конструкции сборного зубчатого колеса на два отдельных зубчатых колеса. Это конструкторское изменение направлено на снижение трудоемкости изготовления, механической обработки, экономию металла, уменьшение массы редуктора, без изменения технических характеристик редуктора.

Произведена технологическая подготовка детали «вал-шестерня»: определение типа производства, расчет по программе выпуска, выбор наиболее оптимального метода получения заготовки. На механическую обработку детали рассчитаны припуски, режимы резания, нормирование на все операции технологического процесса.

Для обработки детали выбрано оборудование, режущие инструменты, технологическая оснастка и контрольные приспособления.

При выполнении работы, согласно заданию руководителя, проектирование велось для условного производства, поэтому приведенные данные могут быть использованы для любого машиностроительного производства, осваивающего изделия такого типа.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Маталин А.А. Технология машиностроения.-М.: Машиностроение, 1985 с. 496.

Общетехнический справочник /под редакцией Скороходова Е. А.- М.: Машиностроение, 1989 с. 512.

Технология машиностроения. В 2 кн. Кн. 1. Основы технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов / Э. Л. Жуков, И. И. Козарь, С. Л. Мурашкин и др.; под. ред. С. Л. Мурашкина. - М.: Высш. Шк., 2003 с. 278.

Технология машиностроения. В 2 кн. Кн. 2. Основы технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов / Э. Л. Жуков, И. И. Козарь, С. Л. Мурашкин и др.; под. ред. С. Л. Мурашкина.-М.: Высшая школа, 2003 с. 278.

Руководство по эксплуатации «Привод штанговых глубинных насосов ПШГН 8-3-4000», 2009 с. 25.

Гусев А.А., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. и др. Технология машиностроения. - М. : Машиностроение, 1986 с. 480.

Солонин И.С., Солонин С.И. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. - М. : Машиностроение, 1980 с. 110.

Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Высшая школа, 1983 с. 256.

Балабанов А. Н. Краткий справочник технолога - машиностроителя, - М.: Издательство стандартов, 1992 с. 464.

Данилевский В. В. Технология машиностроения,-М.: Машиностроение, 1984 с. 416.

Грановский В. Г., Грановский Г. И. Резание металлов, - М.: «Высшая школа», 1985 с. 304.

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1. - М.: Машиностроение, 1972 с. 694.

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2. - М.: Машиностроение, 1985 с. 496.

Панов А.А. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. - М.: Машиностроение, 1988 с. 736.

Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1. - М.: Машиностроение, 1967 с. 315.

Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2. - М.: Машиностроение, 1967 с. 315.

Косилова А. Г., Мешеряков Р. Г., Калинин М. А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. - М.: Машиностроение, 1976 с. 284.

Размещено на Allbest.ur