Технологический процесс изготовления оси

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая часть

1.1 Назначение детали

Ось эксцентриковая служит для установки и крепления на ней деталей вибрационного механизма и во время работы испытывает изгибающие нагрузки.

1.2 Технические требования на ось заднего хода

Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, валов h14, остальных ±JT14/2. Неуказанные радиусы R=2 мм, фаски 1,6?45°. Биение поверхности «В» относительно поверхности «А» не более 0,025 мм. Овальность поверхности «А» 0,01 мм. Неперпендикулярность торцевых поверхностей относительно оси детали не более 0,02 мм. Радиальное биение поверхностей «А» и «В» не более 0,01 мм. Обработку произвести в центрах по ГОСТу 1034-94, тип центров «А».

1.3 Анализ технологичности оси заднего хода

По своим геометрическим параметрам ось эксцентриковая представляет конструкцию, не представляющей сложности при механической обработке.

1.3.1 Конструктивная обработка

Чистота поверхности и квалитеты точности соответствуют техническим требованиям на эксплуатацию.

Размеры на детали проставляем согласно технологического процесса на обработку.

Материал оси эксцентриковой обеспечивает высокую точность изделия.

Устанавливаем на деталь рациональную степень шероховатости, а также квалитетов точности обеспечивающих экономически целесообразную форму взаимозаменяемости.

На деталь устанавливаем монтажные зазоры, обеспечивающие нормальное функционирование детали.

1.3.2 Технологическая обработка включает

- деталь позволяет применить современные рациональные методы обработки и сборку;

- получение заданной степени точности и шероховатости поверхностей;

- минимальный расход материала на изготовление оси заднего хода;

- применение рациональных средств контроля квалитетов точности и качества деталей.

1.3.3 Эксплуатационная обработка включает обеспечение

Удобство обслуживания в процессе эксплуатации изделия; материал оси заднего хода позволяет обеспечить заданный срок эксплуатации; простота ремонта; минимальный вес детали.

1.4 Тип производства и выбор заготовки

Годовая программа по заданию 200 шт. Согласно рекомендации [1] этап производства - мелкосерийное.

Заготовку получаем штамповкой на молотах в подкладочных штампах из материала Сталь 20А по ГОСТу 1050-88. С механическими параметрами по [8, с. 253] ?в=520 МПа, ?т=430 МПа, твердость 118-200 НВ.

Совмещены чертеж детали и заготовки представлен на рисунке 1.



1.5 Технологический маршрут обработки заготовки

005 - фрезерно-центровальная

010 - токарная черновая

015 - токарная чистовая

020 - сверлильная

025 - термическая

030 - контрольная

1.6 Расчет припусков на обработку оси заднего хода и его разбивка

Припуск рассчитываем согласно рекомендации [2] по формуле:

, (1.1)

где z - припуск на сторону, мм;

k = 1,45 - коэффициент, учитывающий закон нормального распределения Гаусса;

Rz=0,32 - высота микронеровностей по ГОСТ 2789-78;

Ta=0,48 - глубина дефектного слоя, мм;

=0,25 - погрешность установки, мм;

?=0,25 - погрешность базирования, мм.

=0,65 - коробление металла, мм;

=1,36

Согласно СТСЭВ 514-77 принимаем припуск на сторону, на торцевые поверхности z=2 мм. На остальные поверхности припуск на сторону z=5 мм по ГОСТу 6507-94 [3, с. 189].

Припуск разбиваем с чистовой операции.

015 Операция токарная чистовая.

тонкий переход z=0,1 мм;

чистовой переход z=0,4 мм.

020 Операция токарная /черновая/ z=4,5 мм.

1.7 Коэффициент использования металла

=[k], (1.2)

где m=5,68 - масса готовой детали, кг;

m₁ - масса исходной заготовки; m₁=m₂+m

m₂ - масса заготовки на окалину берется 5 % от массы заготовки

[k] - коэффициент использования металла, [k]=0,5

Масса заготовки:

m₁=m+·?

где =7850 кг/м³ - плотность металла;

d₁=0,045 м; d₂=0,075 м; l₁=0,267 м; l₂=0,053 м - размеры заготовки, взятые с совмещенного чертежа с заготовкой.

m₁=5,68+·7850=9,81 кг

масса исходной заготовки с учетом окалины m₁=1,05·9,81=10,3 кг

k=0,55 > 0,5 = [k]

ось фрезерный токарный резание

2. Технологическая часть

2.1 005 Операция фрезерно-центровальная

2.1.1 Оборудование

Фрезерно-центровальный станок МР-71К со следующими техническими характеристиками, [3]:

Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм 500

Число скоростей сверлильной головки, Д 7

Число скоростей шпиндельных головок, К 11

Число оборотов фрезерных головок, об/мин 80-712

Пределы чисел оборотов сверлильных головок мм/мин 50-2000

Пределы рабочих подач, мм/мин (бесступенчатое регулирование) 10-300

Допустимая сила подачи, Н 2400

КПД станка 0,75

Мощность главного двигателей, кВт

фрезерных головок15

сверлильных головок 2,5

2.1.2 Приспособления

Гидравлические призмы, ножи.

2.1.3 Инструмент режущий

- фреза торцевая со вставными ножами из твердого сплава Т5К10 по ГОСТ 8529-89 [2]. Диаметр фрезы 80 мм; = 90 - главный угол в плане; 1 =10 - вспомогательный угол в плане; ? =0 - передний угол; ?=0 - угол наклона режущей кромки, количество зубьев 10, стойкость фрезы 120 мин.

2.1.4 Мерительный инструмент

Линейка металлическая ГОСТ 427-80, пределы измерения 0-40 мм, цена деления 1мм.

Штангенциркуль ШЦ-? по ГОСТ 166-80, предел измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм.

2.1.5 Режимы резания

а) Первый переход. Фрезеровать деталь с двух сторон. Выдержать размер l=310 мм, Rа=12,5 мкм.

1) Глубина резания для торцевой поверхности t = 2 мм.

2) Подача согласно рекомендации [3, стр. 418] sп = 0,12 мм/об.

3) Скорость резания по [5] v, м/мин.

, (2.1)

где Сv=330 - учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;

m = 0,2 xV=0,1 yV = 0,2

qv=0,2 - показатели степеней по [3, с. 422-423];

Т = 120 - стойкость резца, мин;

Кf=0,87 - главный угол в плане;

КN=0,90 - состояние поставки заготовки;

КM =0,77 - обрабатываемый материал;

Кu =0,65 - материал режущей части фрезы;

=120,8 м/мин

4) Частота вращения шпинделя.

, (2.2)

где D - диаметр фрезы, D=80 мм

об/мин.

5) Частота вращения шпинделя по паспорту n=504 об/мин.

6) Действительная скорость резания:

v===126,6 м/мин

7) Минутная подача:

sм=sz·n·Z=0,12·10·504=604,8 мм/мин (2.3)

8) Минутная подача по паспорту Sмин=560 мм/мин

9) Действительная подача на зуб:

sz== = 0,06 мм/зуб

10) Сила резания.

Рz= (2.4)

где kp=1,31 - обрабатываемый материал.

Ср=8250; Хр=1,0; Yр=0,75; u=1,1; qv=1,3; ?р=0,2

Рz==2235 Н

11) Усилие подачи.

Рх=0,3·Рz=0,3·2235=670,5 Н;

Рх=670,5 Н < 2400 Н = [Рх]

12) Эффективная мощность резания.

(2.5)

где ? = 0,75 - к.п.д. станка.

кВт;

NЭФ = 6,2 кВт 15 кВт = NCT .

13) Основное время на переход:

tо=

где у1 - величина врезания инструмента:

у1= (2.6)

у1==20 мм.

l - основная длина обработки, l=80 мм;

y2 - величина перебега инструмента, y2=5 мм;

tо= мин.

б) Второй переход. Центровать деталь с двух сторон по ГОСТ 174034-96 со смещением эксцентриситета 2 мм.

1) Глубина резания t = 5 мм.

2) Подача согласно рекомендации [6] sп = 0,25мм/об.

3) Скорость резания по рекомендации [6] v=18 м/мин.

4) Частота вращения шпинделя.

об/мин.

5) Обороты по паспорту станка n=1150 об/мин.

6) Действительная скорость резания:

v===18,1 м/мин

7) Минутная подача:

sм=s·n=0,25·1150=282,5 мм/мин

8) Минутная подача по паспорту sмин=287,5 мм/мин

9) Действительная подача на оборот:

sz== = 0,25 мм/об

10) Основное время на переход:

tо2=

где у1=4 мм; l=20 мм; у2=0

tо2= мин.

2.1.5 Штучное калькуляционное время на операцию

Тштк=+, (2.7)

где ? - процент от оперативного времени на отдых и физические надобности, ?=8 %;

? - процент от оперативного времени на организацию рабочего места и техническое обслуживание станка, ?=4 %.

tоп - оперативное время на операцию, мин.;

Тпз=40000 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];

n - число деталей в партии

n=N·f·8,25/F,

где N=500000 - годовая программа;

f=12 - задел в днях;

F=2030 - количество часов работы оборудования в год.

n=500000·12·8,25/2030=24384

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв, (2.9)

где ?tо - сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2=0,35+0,083=0,43 мин

где ?tп=28 - вспомогательное время на операцию, мин;

Тштк=+=1,64 мин.

2.2 010 Операция токарная (черновая)

2.2.1 Оборудование

Таблица 1 Станок токарно-винторезный модели 16К20ТЦ:

количество скоростей	-	22
пределы оборотов двигателя	об/мин	12,5-1600
количество подач	-	42
предел чисел продольных подач	-	0,04-5,6
предел чисел поперечных подач	-	0,02-2,8
мощность электродвигателя главного движения	кВт	7/15

2.2.2 Приспособление

Патрон трехкулачковый, самоцентрирующийся по ГОСТу 5410-90, центра вращающиеся по ГОСТу 8742-92, поводок по ГОСТу 2578-94.

2.2.3 Инструмент режущий

Резец токарный проходной по ГОСТ 10043-94 тип 5, согласно рекомендации [3, стр. 164], материал режущей части Т5К10. Стойкость резца Т=60 мин; В?Н=16?25 - сечение; = 90 - главный угол в плане; 1 = 10 - вспомогательный угол в плане; ?=10 - задний угол; ? =0 - передний угол; ? = 0 - угол наклона лезвия; r = 2 мм - радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

2.2.4 Инструмент мерительный

Линейка металлическая по ГОСТу 427-80, пределы измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм.

Штангенциркуль ШЦ-I по ГОСТ 166-80, предел измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм, точность измерения 0,1 мм.

2.2.5 Режимы резания

а) Первый переход. Точить деталь поверху начерно до O36 на длине l=180 мм; Rа=12,5 мкм.

1) Глубина резания для торцевой поверхности t = 4,5 мм.

2) Подача согласно рекомендации [3, стр. 418] sп = 0,45 мм/об.

3) Скорость резания v, м/мин.

, (2.10)

где Сv=350 - Учитывает обрабатываемый материал и материал режущей части резца;

m = 0,2 xV=0,15 yV = 0,35 - показатели степеней;

Т = 60 - стойкость резца, мин;

Кv - скоростной коэффициент

,

где КПV =0,96 - состояние поставки заготовки;

КИV =0,65 - материал режущей части;

КМV =0,90 - обрабатываемый материала;

К=0,70 - коэффициент параметра резца;

Кг=0,97 - коэффициент параметра резца.

0,96·0,65·0,90·0,70·0,97=0,38

Все значения коэффициентов выбраны согласно рекомендации [3. стр. 418, 424].

м/мин.

4) Число оборотов шпинделя.

об/мин.

5) Частота вращения шпинделя по паспорту n=400 об/мин.

6) Действительная скорость резания:

м/мин

7) Сила резания.

Рz=Срz·tхр·syp·vпр·кр, (2.11)

где kр - коэффициент силовой

kp=k1·k2,

где k1=1,04 - обрабатываемый материал.

k2=0,89 - главный угол в плане

kp=1,04·0,89=0,93

Ср=3200 - обрабатываемый материал и материал режущей части

Ср=8250; Хр=1,0; Yр=0,75; u=1,1; qv=1,3; ?р=0,2

Рz=3000·4,51,0·0,650,75·56,54-0,15·0,93=5424 Н

8) Эффективная мощность резания.

? Nст, (2.5)

где ? = 0,75 - к.п.д. станка.

кВт;

NЭФ = 6,67 кВт 15 кВт = NCT .

9) Основное время на переход:

tо1=

где у1=0 - величина врезания инструмента:

l - основная длина обработки, l=180 мм;

y2 - величина перебега инструмента, y2=0 мм;

tо= мин.

б) Второй переход.

Точить деталь поверху до O66мм на длине l=45 мм, притупить острые кромки Rа=12,5 мкм Режим резания принимаем согласно первому перехода.

Основное время.

tо2= мин.

2.2.6 Штучное калькуляционное время:

Тштк=+,

где Тпз=120 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв,

где ?tо - сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2=0,69+0,17=0,86 мин

где ?tп=20 - вспомогательное время на операцию, мин;

tоп=0,86+20=20,86 мин

Тштк=+=5,96 мин.

2.3 015 Токарная чистовая

2.3.1 Оборудование

Станок токарно-винторезный модели 16К20ТС.

Техническую характеристику смотри в операции 010.

2.3.2 Инструмент режущий

Резец токарный проходной прямой, чистовой по ГОСТу 6743-93 тип 5, согласно рекомендации [3, стр. 164], материал режущей части Т15К6. Стойкость резца Т=60 мин; В?Н=16?25 - сечение державки; f1=8; ?=8 - задний угол; ? =0 - передний угол; ? = 0 - угол наклона лезвия; r = 2 мм - радиус при вершине резца; f=0,2 мм.

2.3.3 Инструмент мерительный

Микрометр по ГОСТу 6507-80 пределы измерения 25-50 мкм, 50-75 мм, цена деления 1 мкм.

Шаблон конавочный.

2.3.4 Режимы резания

Режимы резания принимаем согласно рекомендации [6] и сводим в таблицу 2.

2.3.5 Штучное калькуляционное время

Тштк=+,

где Тпз=60 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

tоп=?tо+?tв,

где ?tо - сумма основного времени, мин;

?tо=tо1+tо2+tо3+tо4+tо5=1,13+1,8+0,9+0,71+0,1=4,64 мин

где ?t_в=24 - вспомогательное время на операцию [6], мин;

t_оп=4,64+24=28,68 мин

Т_штк=+=34,58 мин.

Таблица 2 - Режимы резания для токарной чистовой операции

№ перех.	Переходы	t, мм	s, мм/об	n, об/мин	V, м/мин	t0, мин
1	А - Установить и снять деталь. Точить деталь поверху начисто до диаметра 352 мм на длине l=180мм, Rа=6,3 мкм	0,4	0,16	1000	110	1,13
2	Точить деталь по верху тонко до диаметра 35h7. На длине l=180мм, Rа=12,5 мкм	0,1	0,08	1250	137,4	1,8
3	Б - Переустановить деталь. Точить деталь по верху начисто до диаметра 65,2 мм. На длине l=45мм, Rа=6,3 мкм	0,4	0,1	500	102,1	0,9
4	Точить деталь по верху тонко до диаметра 65h8. На длине l=45мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 1,6?45°.	0,1	0,08	800	163,3	0,71
5	Проточить канавку. Выдержать размеры в=5 мм до диаметра 55 мм Rа=12,5 мкм	5	025	500	102,1	0,1

2.4 020. Операция сверлильная

2.4.1 оборудование

Таблица 3 Станок вертикально-сверлильный модель 1К125 Мс:

Максимальный диаметр сверления	мм	25
Количество скоростей	-	12
Пределы чисел оборотов	об/мин	20-2500
Количество подач	-	8
Пределы подач	мм/об	0,1-2,8
Мощность электродвигателя	кВт	3

2.4.2 Инструмент режущий

1. Сверла с диаметрами: 8 мм, 12 мм, 16 мм, 20 мм, 22 мм по ГОСТу 2692-92. Материал сверл быстрорежущая сталь. Стойкость сверл Т=45 мин. Геометрические параметры: 2f=116°; ?=2°; ?=30°; ?=2-5°.

2. Метчик машинный по ГОСТу 8859-90, материал быстрорежущая сталь Р18.

2.4.3 Мерительный инструмент

1. Штангенциркуль ШЦ-I ГОСТ 166-80, пределы измерения 0-125 мм, цена деления 1 мм, точность измерения 0,1 мм.

2. Калибр резьбовой М22?2-6q.

2.4.4 Расчет режимов резания

а) Первый переход. Сверлить отверстие диаметром 12 мм на длине l=125 мм, Rа=12,5 мкм.

1) Глубина резания t=0,5d=5 мм.

2) Подача по рекомендации [6] s=0,25 мм/об

3) Подача по паспорту станка s=0,25 об/мин.

4) Скорость резания [3] V=20 м/мин.

5) Обороты шпинделя.

об/мин.

6) Частота вращения шпинделя по паспорту n=630 об/мин.

7) Действительная скорость резания:

м/мин

8) Крутящий момент.

Ткр=см·Dдм·sqм·кр, (2.12)

где см - обрабатываемый материал и материал сверла взятый за эталон, см=0,345;

qм - показатель степени;

ум - показатель степени;

kмр - материал обрабатываемый, kмр=1,06.

Ткр=0,345·10?·0,250,8·1,06=12,1 Н·м

9) Мощность резания.

? [Nст], (2.5)

где ? = 0,75 - к.п.д. станка.

кВт;

NЭ =0,78 кВт 3 кВт = NCT .

10) Основное время на переход:

tо1=

где у1=3 - величина врезания инструмента:

l - основная длина обработки, l=125 мм;

y2 - величина перебега инструмента, y2=0 мм;

tо= мин.

Остальные переходы выполняются с режимами резания по рекомендации сводим в таблицу 2.

2.4.5 Штучное калькуляционное время

Т_штк=+,

где Т_пз=50 - подготовительно-заключительное время на операцию [6];

Оперативное время.

t_оп=?t_о+?t_в,

где ?t_о - сумма основного времени, мин;

?t_о=t_о1+t_о2+t_о3+t_о4+t_о5+t_о6=0,8+0,6+0,12+0,1+0,25+0,24=2,11 мин

где ?t_в=21,7 - вспомогательное время на операцию [6], мин;

t_оп=2,11+21,7=23,81 мин

Т_штк=+=27,85 мин.

Таблица 4 - Режимы резания для сверлильной операции

№ перех.	Переходы	t, мм	s, мм/об	n, об/мин	V, м/мин	t0, мин
1	А - Установить и снять деталь. Сверлить отверстие диаметром 12 мм на длине l=125 мм, Rа=12,5 мкм	5	0,25	630	19,78	0,8
2	Рассверлить отверстие на диаметр 16 мм на длине l=75 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 2?45°.	3	0,25	500	25,1	0,6
3	Б - Переустановить деталь. Сверлить отверстие диаметром 15 мм на длине l=9,5 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 2?45°.	7,5	0,25	500	23,6	0,12
4	В - Переустановить деталь. Сверлить отверстие диаметром 8 мм на длине l=12,5 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 1,6?45°.	4	0,25	630	15,3	0,1
5	Г - Переустановить деталь. Сверлить отверстие диаметром 20 мм на длине l=15 мм, Rа=12,5 мкм и снять фаски 2?45°.	10	0,25	400	25,1	0,25
6	Нарезать резьбу М22?2-6q на длине l=15 м, Rа=12,5 мкм	1,0	2	31,5	2,18	0,24

Библиографический список

1. Егоров М.Е. / Основы проектирования машиностроительных заводов. - М: Машиностроение, 1969. - 710 с.ил.

2.Коган И.А. / Расчет припусков на обработку - Тула: Приволжское издание, 1991 -320с.ил.

3. Дальский A.M. Касилова А.Г. Мещеряков Р.К./ Справочник технолога машиностроителя Т2. - М.: Машиностроение, 2003 - 944 с. ил.

4.Молов А.Н. / Справочник технолога машиностроителя. Т2-М. Машиностроение, 1972 - 508 с.: ил.

5. Афонькин М.Г., Магницкая М.В. Производство заготовок в машиностроении. - М.: Машиностроение. 1987. - 256 с.: ил.

6. Стружестрах Н.Е./ Справочник нормировщика - М.: Машиностроение, 1972-1073 с; ил.

7. Гузенков П.Г. Краткий справочник к расчетам деталей машин. - М.: Машиностроение, 1994. - 312 с.: ил.

8. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. - М.: Машиностроение. 1980 - 493 с.

Размещено на Allbest.ru