Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологический процесс обработки детали типа "вал"

Содержание

• Задание для проектирования
• Введение
• Глава 1. Материал, выбор заготовки и определение её размеров
• 1.1 Определение материала
• 1.2 Определение вида заготовки и её размеров
• Глава 2. Технология изготовления детали
• 2.1 Методы и технологическая последовательность получения заготовки
• 2.2 Припуски на механическую обработку
• 2.3 Разработка маршрута технологической обработки
• Глава 3. Технологическое оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструмент
• 3.1 Станочное оборудование
• 3.2 Выбор и описание станочных приспособлений
• 3.3 Выбор и описание режущего инструмента
• 3.4 Выбор и описание измерительного инструмента
• Глава 4. Расчет режимов резания
• Глава 5. Рачет затрат времени
• Заключение
• Список использованной литературы
• Приложения

Задание для проектирования

Разработать технологический процесс механической обработки детали согласно соответствующему варианту задания.

Исходные данные:

1. Чертеж детали:

2. Материал заготовки: Сталь 45Х;

3. Предел прочности: МПа;

4. Количество деталей в партии: 10.

Содержание задания:

1. Определить вид и размеры заготовки;

2. Определить припуски на механическую обработку;

3. Составить план механической обработки;

4. Выбрать технологическое оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструмент;

5. Рассчитать режимы резания;

6. Рассчитать затраты времени.

Графическая часть

1. Чертеж;

2. Чертеж заготовки.

Введение

Данный курсовой проект выполнен по предмету "технология машиностроения". Темой проекта является разработка технологического процесса механической обработки детали типа "Вал". Содержится расчетно-пояснительная записка, комплект технологических и графических документов.

В пояснительной записке изложен анализ данной детали, её материала, обоснование метода получения заготовки и последовательность механической обработки, характеристика металлообрабатывающего оборудования.

Выбор режущих, измерительных и вспомогательных инструментов, станочных приспособлений, а так же расчет операционных припусков и режимов резания - все это обосновано в данном курсовом проекте.

Приложение содержит полный маршрут обработки детали и операционное описание с эскизами на каждую операцию.

Цель проекта - является приобретение знаний и первичных навыков по технологической подготовке производства, включая анализ технологичности детали, закрепление знаний по предмету "Технология Машиностроения" и разработка технологического процесса производства детали типа вал с полным обоснованием целесообразности ее производства, процесса производства по предложенным преподавателем плану, описание конструктивных особенностей детали и средств контроля качества, а так же обоснование технико-экономических характеристик детали по предложенным данным.

На основании сформулированной темы работы можно определить задачи, которые необходимо рассмотреть в ходе обоснования эффективности реализации предложенного проекта:

определить вид и размеры заготовки;

определить припуски на механическую обработку;

составить план механической обработки;

выбрать технологическое оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструмент;

рассчитать режимы резания.

Проектирование технологического процесса обработки детали на металлорежущих станках производится в следующем порядке:

изучение чертежа детали и технических условий на её изготовление, знакомство с назначением детали и условиями её работы в машине;

выбор вида заготовки и определение её размеров;

выбор черновых и чистовых баз и способов закрепления заготовки на станках;

составление плана обработки детали (технологического маршрута) с указанием операций, установок, переходов;

выбор станка для каждой операции, а также приспособлений, режущего и измерительного инструмента;

определение межоперационных припусков и расчетных размеров обрабатываемых поверхностей для каждого перехода;

расчет рациональных режимов резания с проверкой их по допускаемой мощности или крутящему моменту станка, расчет основного технологического времени по каждому переходу;

расчет затрат времени.

заготовка сталь деталь вал

Глава 1. Материал, выбор заготовки и определение её размеров

1.1 Определение материала

В качестве материала заготовки используется сталь 45Х.

Сталь 45Х относится к легированным хромистым сталям. Применение: Оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности. Справочник технолога машиностроения. / Под ред.А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 2003, с. 48

Химический состав стали 45Х представлен в приложении 1.

Механические свойства стали 45Х ГОСТ 4543 - 71 ГОСТ 4543 - 71. Прокат из легированной конструкционной стали. /Под ред.М.И. Максимовой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2008, с. 12:

Твердость материала: НВ = 217 МПа;

Свариваемость: трудносвариваемая;

Флокеночувствительность: чувствительна;

Склонность к отпускной хрупкости - склонна.

Модуль упругости: Е • 10^-5 = 2,14МПа;

Коэффициент температурного расширения: б • 10⁶ = 11,6 1/град;

Удельная теплоемкость материала: С = 486 Дж/кг • К;

Временное сопротивление: д_В = 650 Мпа.

1.2 Определение вида заготовки и её размеров

Вал относится к деталям типа "вал". Вал изготовлена из стали 45 Х (ГОСТ 1050-88), которая сравнительно хорошо обрабатывается резанием. С точки зрения рационального выбора заготовки вал-шестерня относится к достаточно технологичным деталям.

Геометрическая форма детали состоит из поверхностей, которые образованны вращением образующих относительно оси и торцов.

Поверхности открыты для подвода и перемещения режущего инструмента. Конфигурация детали не позволяет выполнить её полную обработку за один установ. Поэтому маршрут обработки будет складываться из ряда последовательных операций и переходов.

Конфигурация детали обеспечивает нормальный вход и выход инструмента.

Конструкция вала позволяет использовать типовые этапы обработки для большинства поверхностей.

Показатели точности и шероховатости находятся в экономических пределах: 6 квалитет точности и шероховатость Rа 0,63 мкм.

Возможна реализация принципа постоянства баз на основных операциях. Выбранные базы обеспечивают простое, удобное и надежное закрепление. Это позволяет применять сравнительно простые и дешевые приспособления.

Деталь обрабатывается в центрах и имеет достаточную жесткость, т.к. l/d < 10 (294/42 < 10).

Конструкция детали обеспечивает безударную обработку.

На основных операциях возможность применения стандартного режущего и мерительного инструментов и оснастки (резец проходной, резец контурный, резец канавочный, фреза червячная, фреза шпоночная, сверло центровочное, фреза торцевая, центра, линейка, штангенциркуль).

Конструктивные элементы не вызывают деформацию инструмента на входе и выходе.

В результате вышеизложенной информации деталь технологична.

Заготовка предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготовляют деталь или неразъемную сборочную единицу.

Заготовка перед первой технологической операцией называется исходной заготовкой.

Выбор заготовки заключается в установлении метода ее изготовления Зуев А.А. Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 2000, с. 87, расчете или выборе припусков на обработку резанием и определении размеров исходной заготовки.

Метод изготовления заготовки определяется формой и размерами детали, технологическими свойствами материала, его температурой плавления, структурной характеристикой (направление волокон и размеры зерна). При выборе заготовки учитываются сортамент материала (прокат), имеющееся оборудование, производственная программа, тип производства, степень его механизации и автоматизации. Оптимальный вариант изготовления заготовки устанавливается на основании технико-экономических расчетов. Повышение точности заготовок (уменьшение припусков) позволяет экономить металл, снижать стоимость и трудоемкость обработки резанием, но при этом может возрасти стоимость изготовления исходных заготовок. При малой производственной программе применение некоторых технологических процессов изготовления заготовки (горячая штамповка и др.) может оказаться экономически нецелесообразным в связи с высокой стоимостью технологического оборудования и оснастки.

Стальные заготовки изготовляют из горячекатаного проката различных размеров и профиля либо из холодно - тянутой стали. Для получения заготовок используются также ковка, горячая штамповка или литье.

Прокат (в основном круглого сечения) служит для изготовления осей, валов, крепежных и других деталей.

Круглый прокат обычной точности выпускается диаметром от 5 до 250 мм, круглая сталь повышенной точности диаметром от 5 до 15 мм имеет допуски на 10….30% меньше.

Заготовка выбирается в зависимости от конструкции детали, её размеров, материала и от производственной программы. Предпочтительным способом получения заготовок для данной детали является штамповка. Горячая штамповка имеет существенные преимущества перед ковкой и литьем:

1) повышает коэффициент использования металла и увеличивает производительность оборудования;

2) экономия металла;

3) штампованные поковки имеют значительно меньшие припуски (допуски), чем при ковке;

Размер заготовки определён согласно варианту 10 методического пособия.

Глава 2. Технология изготовления детали

2.1 Методы и технологическая последовательность получения заготовки

При выборе заготовки для заданной детали назначаем методы получения определенных конфигураций, размеры, допуски, припуски на обработку и формируем технические условия на её изготовление. Процесс получения заготовки определяется техническими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.

Деталь вал-шестерня изготавливается из стали 45Х с годовой программой выпуска 2500 шт. (10 штук в день) Заготовку в этом случае целесообразно получать горячей объемной штамповкой в открытых штампах (облойная). Она характеризуется тем, что после заполнения металлом полости ручья штампа избыток его вытесняется в специальную полость, образуя при этом отход, называемый облоем. Облой обрезается особыми штампами. При штамповке в открытых штампах из заготовки малой точности получают поковки высокой точности за счет различного объема облоя.

Горячая объемная штамповка поковок осуществляется в штампах. Штамп состоит из двух разъемных частей, внутренние полости которых в собранном виде образуют ручьи. Течение металла при деформации ограничивается формой и размерами внутренней полости штампа.

Горячая штамповка в закрытых штампах является более точной, чем в открытых штампах. В закрытых штампах в основном штампуют на горизонтально ковочных машинах (ГКМ).

Процесс горячей штамповки основан на заполнении формы, или полости штампа, металлом, обладающим необходимой пластичностью. При свободной ковке нагретый металл не ограничивается стенками штампа, а свободно течет в стороны, изменяя свою форму под действием бойков. При штамповке течение металла ограничивается стенками штампа. При этом металл заполняет полость штампа, образуя форму, соответствующую требуемой детали. Таким образом, для получения различных деталей штамповкой необходимо иметь штампы, полости которых по форме и размерам были бы такими же, как и у детали. Иначе говоря, для изготовления той или иной детали делается свой отдельный штамп. Следует иметь в виду, что штампы дорогостоящий инструмент, и применяются они только тогда, когда их стоимость окупается достигаемой экономией металла и труда по сравнению с другими способами изготовления.

Штамповка металла производится лишь тогда, когда металл обладает повышенной пластичностью, т.е. способностью без разрушения изменять свою форму под действием приложенных сил и сохранять полученную форму после прекращения действия этих сил. При этом металл может быть как нагретым, так и холодным.

При изготовлении литых деталей металл заливается в форму в жидком состоянии и свободно заполняет ее без приложения каких-либо внешних сил. В случае штамповки положение изменяется. Здесь металл нагревается до определенной температуры, например, сталь приблизительно до 1200°. При температуре 1200° сталь становится пластичной и оказывает меньшее сопротивление изменению ее формы; становится, как говорят, тестообразной. Чтобы заполнить таким металлом сложные формы, необходимо приложить к нему внешнюю силу, например, давление пресса или удары молота.

При заполнении полости штампа металлом некоторая его часть вытекает в облойную канавку, которая состоит из мостика и магазина. При такой штамповке облой необходим, так как без него полость штампа не заполнится металлом. Разберем, почему это происходит.

При деформировании металл подчиняется закону наименьшего сопротивления. Этот закон утверждает, что в тех случаях, когда металл может течь в различных направлениях, каждая его точка течет в том направлении, где сопротивление течению металла наименьшее. Так течет металл и при горячей штамповке в штампах. И полость штампа может быть заполнена металлом лишь в том случае, если сопротивление течению металла в полость будет меньше, чем сопротивление течению металла в облой. Облойная заусенечная канавка в штампе для того и делается, чтобы оказывать большее сопротивление истечению металла из штампов и заставлять его течь в полости штампов. Кроме того, в облойную канавку вытекают и все излишки металла, которые имелись в заготовке. Эти излишки металла вытекают в магазин облойной канавки. Причем штамповка всегда ведется так, чтобы магазин с металлом полностью никогда не заполнялся. Иначе излишки металла не поместятся в магазине, течение металла в штампы прекратится, при этом штампы не смогут сомкнуться друг с другом, и деталь получится недоштампованной, т.е. с размером по высоте больше требуемого.

Сопротивление истечению металла из штампа оказывает, главным образом, мостик облойной канавки. Таким образом, мы убедились в том, что облойная канавка у штампа, состоящая из мостика и магазина, необходима и должна иметь вполне определенные размеры. При конструировании штампов очень важно правильно назначить эти размеры. Мостик облойной канавки оказывает тем большее сопротивление течению металла, чем больше его ширина и чем меньше его высота. Для увеличения сопротивления мостика облойной канавки его делают более грубым, не полируют и во время штамповки не смазывают. А полость штампа, наоборот, для того чтобы металл туда легче затекал, делают полированной и при штамповке периодически смазывают. Чем сложнее форма штампа, тем большее сопротивление должна оказывать облойная канавка. Размеры облойной канавки зависят также и от размеров штампуемой поковки. Так, для поковки весом в 100 г высота мостика должна быть 1 мм, высота магазина 3 мм, ширина мостика и магазина 4 и 12 мм. А для поковки весом в 25 кг указанные размеры соответственно равны 5 и 12; 14 и 45 мм.

Законом наименьшего сопротивления пользуются и при определении количества ручьях, необходимых для штамповки той или иной поковки. Перед тем как уложить заготовку в окончательный штамповочный ручей, ей в заготовительных ручьях придают такую форму, чтобы металлу при заполнении полости штампа не нужно было течь вдоль длинной оси поковки, например шатуна, а лишь в направлении высоты полости штампа и в направлении ее ширины. Для того чтобы разобраться, для чего так поступают, вначале рассмотрим течение металла при свободной ковке.

При осадке прямоугольной заготовки между плоскими бойками схему течения металла в длину и ширину можно приближенно принять из предположения, что металл всегда стремится течь в направлении наименьшего сопротивления, а направление наименьшего сопротивления будет совпадать с перпендикулярами к боковым сторонам заготовки. В самом деле, для того чтобы перемещаться в направлении х, точка А должна переместить в этом направлении значительно больше частиц металла, чем в том случае, если она будет перемещаться в направлении у. Следовательно, наименьшее сопротивление течению металла точки А будет в направлении у, а поэтому в этом направлении и будет течь металл точки А. Если рассмотреть направление течения металла других точек заготовки с учетом того, что течение металла происходит по кратчайшим расстояниям от данной точки до свободной поверхности заготовки, то можно условно выделить четыре зоны, определяющие направление течения точек тела.

Из этой фигуры также видно, что объем металла, перемещаемый в направлении длины или ширины поковки, в сильнейшей степени зависит от формы заготовки. В самом деле, при квадратном в плане очаге деформации течение металла в направлении ширины и длины заготовки будет одинаковым, а при прямоугольной форме очага деформации преимущественное течение металла будет иметь место в направлении короткой стороны заготовки. Причем, чем длиннее будет очаг деформации, тем меньше металла будет течь в длину и больше в направлении ширины заготовки.

Такое же положение имеет место и при горячей штамповке металла в штампах. Если, например, при штамповке шатуна автомобильного или тракторного двигателя уложить заготовку сразу в окончательный штамповочный ручей, то для образования малой головки шатуна металл должен течь в направлении его длинной оси. Для того чтобы заставить течь металл в направлении длинной оси шатуна, при таком выборе заготовки потребовалась бы очень большая работа молота, а в некоторых случаях поковку вообще не удалось бы отштамповать.

Для того чтобы облегчить работу молота или пресса и уменьшить расход металла, заготовку перед укладкой в окончательный штамповочный ручей обрабатывают в заготовительных ручьях штампа. Цель такой обработки заключается в перераспределении металла по длине заготовки, чтобы при штамповке ему нужно было течь только в направлении короткой оси поковки. В заготовительных ручьях заготовке стремятся придать такую форму, чтобы площадь ее поперечного сечения в любой точке длинной оси была равна площади поковки и облоя в этой же точке. Рассмотренный нами штамп называют открытым штампом. Такое название этот штамп имеет потому, что в течение всего процесса штамповки между верхним и нижним штампом имеется свободная полость, образуемая облойной канавкой, в которую может вытекать металл. Течение металла в облой задерживает только трение на мостике облойной канавки, но не стенки штампа. В таких штампах на молотах, кривошипных, фрикционных и гидравлических прессах штампуют поковки сложной формы.

Если же поковка имеет простую форму и представляет собой тело вращения или имеет постоянное поперечное сечение по длине, то можно применять для ее получения закрытые штампы. Такие штампы применяются при штамповке на горизонтально-ковочных машинах, прессах и молотах. Как видно из этих фигур, безоблойные штампы в течение всего процесса штамповки остаются закрытыми и не дают металлу возможность вытекать из них. Облоя при этом не образуется, поэтому такую штамповку часто называют безоблойной. При безоблойной штамповке для изготовления поковки металла требуется на 10-15% меньше, чем при штамповке в открытых облойных штампах. Поэтому безоблойную штамповку необходимо внедрять как можно шире.

Преимущество штамповки перед другими способами изготовления деталей состоит не только в получении точных и сложных по конфигурации поковок, но и в правильном расположении волокон металла внутри поковки. Это условие определяет прочность деталей, их качество. Известно, что штампованный коленчатый вал прочнее такого же вала, изготовленного из прутка путем его механической обработки. Это наглядно видно, волокна металла у вала, полученного - механической обработкой, перерезаны. Такой вал менее прочен, чем штампованный вал, у которого волокна расположены в направлении оси по всей длине вала. При штамповке шестерен расположение и направление волокон металла также определяет прочность зуба шестерни. Чтобы волокна металла правильно располагались в шестерне, заготовку устанавливают в ручей штампа торцом, а не плашмя.

Рабочий-штамповщик всегда должен представлять себе, какое направление имеет волокно в заготовке, в каких направлениях будет течь металл при штамповке и в каких направлениях выгодно расположить волокна, чтобы сделать деталь прочнее.

Преимущества штамповки на ГКМ:

1) легкость штамповки таких деталей, которые на другом оборудовании рационально изготовить нельзя.

2) экономия металла за счет штамповки преимущественно в закрытых штампах и отсутствия в отдельных случаях штамповочных уклонов;

3) получение поковок высокого качества; возможность применения вставок для ручьев, в результате чего экономится сталь;

4) безударная, спокойная, безопасная работа;

5) легкость автоматизации (автоматические ГКМ с горизонтальным разъемом матриц).

Технологический процесс изготовления поковок горячими штампами состоит из следующих основных операций.:

1) Резка прутков на мерные заготовки

2) Нагрев

5) Правка

6) Термообработка

8) Калибровка

Штамповку целесообразно производить на прессе так как он позволяет получить более точные заготовки, благодаря отсутствию ударных нагрузок уменьшается вероятность сдвига штампов (точнее верхнего штампа относительно нижнего, фиксированного положения). Вертикальный штамп имеет в нижней точке выталкиватель заготовок (пресс), что позволяет уменьшать штамповочные уклоны до 3.5, а это позволяет уменьшить припуски на обработку. Кроме того производительность пресса выше чем молота в полтора-два раза за счет сокращения ударов в каждом ручье до одного.

В зависимости от характера производства, массы, формы и способа производства поковки принимаем следующие характеристики.

1. Смещение по линии разъема поверхности штампа: Т_З = 1,0 мм;

2. Класс точности: Т₄

3. Группа стали: М₂;

4. Степень сложности: С₁

5. Исходный индекс: 13;

6. Радиус закруглений: 2 ±0,5 мм;

7. Величина высоты заусенца: 3 мм;

8. Штамповочные уклоны: 5^о;

9. Остальные технические требования по ГОСТу 8479-70. ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной углеродистой легированной стали. /Под ред. М.А. Максимовой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2008, с. 112-120

2.2 Припуски на механическую обработку

Необходимые припуски и допуски на обрабатываемые поверхности выбираем по ГОСТ 1855-55. ГОСТ 1855-55. Отливки из металлов и сплавов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002, с. 7-28

Определяем общий припуск на обработку:

Для поковок:

Z о = Z осн + Z доп

где - основной припуск, определяемый по таблицам ГОСТа 8479-70 в зависимости от исходного индекса, номинального размера и шероховатости поверхности детали.

- дополнительный припуск, учитывающий пространственные погрешности поковки (сдвиг штампов, изогнутость) и отклонения формы поковки (отклонения от плоскостности и прямолинейности), определяется по таблицам ГОСТа в зависимости от класса точности поковки и конфигурации поверхности разъема штампа.

Диаметральные размеры:

Для размеров: 50, 42 основной припуск на сторону = 2,5 мм;

Для размера 85 основной припуск на сторону = 2,7 мм;

Линейные размеры:

Для размеров: 70, 90 основной припуск на сторону = 2,5 мм;

Для размера 600 основной припуск на сторону = 3,2 мм;

Дополнительный припуск на смещение по поверхности разъема штампа - 0,4 мм. на сторону.

Дополнительный припуск на изогнутость и отклонения от плоскостности и прямолинейности - 0,6 мм на сторону.

Дополнительный припуск, связанный с нагревом - 0,5 мм.

Диаметральные размеры:

Для размеров: 50, 42 общий припуск на сторону = 4 мм;

Для размера 85 общий припуск на сторону = 4,2 мм;

Линейные размеры:

Для размеров: 70; 90 общий припуск на сторону = 4 мм;

Для размера 600 общий припуск на сторону = 4,7 мм;

Определение номинальных размеров поковки.

Цилиндрические поверхности:

D_ЗАГ = D_ЗАГ 2

Линейные размеры:

- для охватываемых размеров;

- для прочих размеров.

Диаметральные размеры:

Для диаметра 50: D_ЗАГ = 50 + 2 4 = 58 мм.;

Для диаметра 42: D_ЗАГ = 42 + 2 4 = 50 мм.;

Для диаметра 85: D_ЗАГ = 85 + 2 4,2 = 93,4 мм.;

Линейные размеры:

Для длины 70: L_ЗАГ = 70 + 4 - 4 = 70 мм.;

Для длины 90: L_ЗАГ = 90 + 4 - 4 = 90 мм.;

Для длины 600: L_ЗАГ = 600 + 4,7 + 4,7 = 609,4 мм.

2.3 Разработка маршрута технологической обработки

Принимаем следующую последовательность выполнения операций:

1. Токарная.

Токарные резцы классифицируются:

· по направлению подачи-правые и левые;

· по конструкции головки - прямые, отогнутые и оттянутые

· по роду материала - из быстрорежущей стали, из твердого сплава, из сверхтвердого материала ¹ Зуев А.А. Технология машиностроения. - М, 2003, с. 102 (СТМ), алмазные резцы и т.п.

· по способу изготовления - цельные и составные. Например, к составным относят резцы с пластинками из твердого сплава, которые в свою очередь имеют паяную пластинку или с механическим креплением;

· по сечению стержня - прямоугольные, квадратные и круглые;

· по виду обработки - проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и другие.

2. Фрезерная.

Фрезы - многозубый режущий инструмент, который применяют для обработки на фрезерных станках наружных цилиндрических и фасонных поверхностей, пазов, лысок, канавок и др.

По материалу режущей части фрезы делят на углеродистые, быстрорежущие, твердосплавные и оснащенные композитом. По конструкции фрезы бывают цельными, зубья которых выполнены заодно с корпусом, и сборными со вставными зубьями (ножами) или пластинками. По способу закрепления различают фрезы насадные¹¹ Технология машиностроения. /Под ред. С.А. Картавова - М.: Техника, 1994, с. 236, закрепляемые на оправке со шпонкой, и концевые, закрепляемые за хвостик. По назначению (характеру выполняемых работ) и расположению зубьев фрезы бывают цилиндрическими, торцовыми, дисковыми отрезными, фасонными, концевыми, шпоночными и другими

3. Шлифовальная.

В металлообработке широко применяется металлорежущий станок для обработки заготовок абразивным инструментом.

План обработки токарной операции.

Исходя из конструкции детали и необходимости изготовления центровых отверстий для последующего шлифования назначаем следующие установы и переходы:

Установ А. Переходы:

1) установить заготовку в патрон;

2) подрезать торец;

3) обточить Ш 42 предварительно;

4) сверлить центровочное отверстие.

Установ Б. Переходы:

5) переставить заготовку в патроне;

6) подрезать другой торец в размер 600 мм;

7) обточить Ш 85 предварительно;

8) обточить Ш 50 предварительно:

9) сверлить центровочное отверстие.

Установ В. Переходы:

10) установить заготовку в центрах;

11) обточить Ш 50 начисто;

12) обточить Ш 85 начисто;

13) обточить фаску.

Установ Г. Переходы:

14) переставить заготовку в центрах;

15) обточить Ш 42 начисто;

16) обточить фаску.

17) нарезать резьбу.

План обработки фрезерной операции.

Установ А. Переходы:

1. Установить заготовку в приспособление.

2. Фрезеровать шпоночный паз.

Глава 3. Технологическое оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструмент

3.1 Станочное оборудование

В качестве оборудования используем следующие станки:

1. Токарно-винторезный станок 16К20;

Токарно-винторезный станок 16К20 предназначен для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания, и т.п. Отклонение от цилиндричности 7 мкм, конусности 20 мкм на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм - 16 мкм. Однако бывают станки 16К20 без ходового винта. На таких станках можно выполнять все виды токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом.

Станки оснащены механическим фрикционом, приводом быстрых перемещений суппорта, задняя бабка имеет аэростатическую разгрузку, направляющие станины закалены HRCэ 49.57.

Техническими параметрами, по которым классифицируют токарно-винторезные станки, являются наибольший диаметр D обрабатываемой заготовки (детали) или высота Центров над станиной (равная 0,5 D), наибольшая длина L обрабатываемой заготовки (детали) и масса станка. Ряд наибольших диаметров обработки для токарно-винторезных станков имеет вид: D = 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и далее до 4000 мм.

Наибольшая длина L обрабатываемой детали определяется расстоянием между центрами станка. Выпускаемые станки при одном и том же значении D могут иметь различные значения L. По массе токарные станки делятся на легкие - до 500 кг (D = 100 - 200 мм), средние - до 4 т (D = 250 - 500 мм), крупные - до 15 т (D = 630 - 1250 мм) и тяжелые - до 400 т (D = 1600 - 4000 мм).

Легкие токарные станки применяются в инструментальном производстве, приборостроении, часовой промышленности, в экспериментальных и опытных цехах предприятий. Эти станки выпускаются как с механической подачей, так и без нее. В Приложении 2 приведена фотография вышеописанного оборудования.

2. Вертикально-фрезерный станок 6Н11

Для фрезерных работ в условиях серийного и единичного производства Модель 6Н11 Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н, П, В, А, С) Н Длина рабочей поверхности стола, мм 1000 Ширина стола, мм 250 Перемещение стола X,Y,Z, мм 600, 200,350 Габариты станка Длинна Ширина Высота (мм) 2060_1530_2300 Масса 2100 Мощность двигателя кВт 4 Пределы частоты вращения шпинделя Min/Max об/мин 65/1800

Фото станка 6Н11

3. Автоматизированная горизонтально-ковочная машина (ГКМ) с вертикальным разъемом матриц. Модель ВБ1134.

Длина заготовки:

минимальная120 мм,

максимальная 300 мм.

Наибольший диаметр высаживаемого фланца - 60 мм

Номинальное усилие, развиваемое высадочным ползуном - 2500 кН

Максимальное усилие, воспринимаемое зажимным ползуном при закрытых матрицах - 2500 кН

Ход подвижной матрицы - 100 мм

Ход высадочного ползуна (полный) - 220 мм

Ход закрытия матриц - 140 мм

Число ходов ползуна в минуту, не менее45

Габариты машины без приставного оборудования и консольного поворотного крана с электросталью 6050х4600х2260 мм.

Машина предназначена для горячей штамповки поковок от мерных заготовок или прутка в многоручьевых штампах.

На машине могут выполняться следующие технологические операции: высадка, прошивка, просечка, пережим, отрезка, гибка.

Предусмотрены следующие режимы работы: единичные хода, непрерывные хода, наладка.

В ГКМ используется автоматизированная подача заготовок в межштамповое пространство и перенос заготовок по позициям штампов.

Дополнительно технические характеристики используемых станков представлены в Приложениях 2 - 6.

3.2 Выбор и описание станочных приспособлений

В качестве станочных приспособлений используем:

На токарных операциях: трехкулачковый самоцентрирующийся патрон: Обозначение: Патрон 7100-0007 ГОСТ 2675-80. ГОСТ 2675-80. Патроны самоцентрирующиеся трехкулачковые. /Под ред.В.С. Авериной. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1987, с. 3-9 На шлифовальных операциях используется поводковый хомутик. Обозначение: Хомутик 71007-0061 ГОСТ 16488-70. ГОСТ 16488-70. Хомутики поводковые для шлифовальных работ. /Под ред.Р.С. Федоровой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1989, с. 4-7 Также на шлифовальных операциях используется центр вращающийся. Обозначение: Центр А - 1 - 4Н ГОСТ 8742-75.

На вертикально-фрезерной операции используем специальное приспособления, в котором деталь базируется циллиндрическими поверхностями на призмах.

3.3 Выбор и описание режущего инструмента

При изготовлении данной детали используется следующий режущий инструментСправочник технолога машиностроения. / Под ред.А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 2003, с. 56:

1. Сверло центровочное комбинированное типа А, диаметром d = 3,15 мм, исполнения 2. Обозначение: Сверло 2317-0006 ГОСТ 14952-75.

2. Резец правый проходной упорный отогнутый с углом в плане 90^o типа 1, сечения 20 х 12. Обозначение: Резец 2101-0565 ГОСТ 18870-73. ГОСТ 18870-73. Резцы токарные проходные упорные из быстрорежущей стали. /Под ред.Р.С. Федоровой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1981, с. 50-54

Операция 025 Токарно-винторезная:

3. Резец правый проходной упорный с пластинами из быстрорежущей стали сечения 20 х 12. Обозначение: Резец 2101-0103 ГОСТ 18868-73.

4. В качестве инструмента для резьбонарезания канавки используем резец резьбовой из быстрорежущей стали сечением 20 х 12. Обозначение: 2130-0513 ГОСТ 18874-73.

5. Инструментом для нарезания резьбы на окончаниях вала используем плашку для нарезания цилиндрических резьб М42*3.

6. Фреза шпоночная праворежущая типа 1 диаметром d = 22 мм. для обработки шпоночного паза с полем допуска N9. Обозначение: Фреза 2234-0363 N9 ГОСТ 9140-78. ГОСТ 9140-78. Фрезы шпоночные. /Под ред.В.И. Копысова. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1995, с. 3-14

3.4 Выбор и описание измерительного инструмента

Выбор оборудования для механической обработки вала, проведем на основании серийного типа производства, габаритов детали, маршрута обработки заготовки. Для этих параметров, характеризующих производство и готовое изделие, экономически целесообразно применить высокопроизводительное универсальное оборудование.

Для контроля размеров данной детали, применяются следующий мерительный инструмент:

Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 ГОСТ 166-89. Штангенциркули. /Под ред.М.И. Максимовой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2000, с. 10;

Набор образцов шероховатости 0,2 - 0,8 ШЦВ ГОСТ 9378 - 93 ГОСТ 9378 - 93. Образцы шероховатой поверхности. /Под ред.В.П. Огурцова. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2008, с. 8;

Для контроля размеров D50 и D85 используем калибр-скобы.

Глава 4. Расчет режимов резания

Назначение режимов резания производится согласно справочнику режимов резания металлов. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. - М.: Машиностроение, 1990, с. 76

Токарная операция Установ А.

Подрезка торца D 42.

Глубина резания при подрезке торца равна припуску на обработку: t = 4,2 мм.

При величине шероховатости обрабатываемой поверхности (Ra6,3) типа материала (сталь 45Х) и материала держивки резца (20 х 12) по таблце методических рекомендаций подбираем величину подачи S равной 0,4-0,8 мм/об. По паспорту станка 16К20 принимаем величину подачи S = 0,5 мм/об.

Назначаем период стойкости резца T = 60 мин;

Скорость резания назначаем в зависимости от обрабатываемого материала, глубины резания, принятой подачи и главного угла в плане V = 40 м/мин. Поправочные коэффициенты на скорость резания: К1 = 0,75; К2 = 1,15; К3 = 1,05;

Получаем: V = 40 х 0,75 х 1,15 х 1,05 = 36,22 м/мин.

Производим расчет частоты вращения шпинделя станка для найденной скорости резания.

об/мин.

Корректируем по паспорту станка 16К20: Принимаем об/мин.

Определяем фактическую скорость резания Vф. по принятой частоте вращения шпинделя.

м/мин.

Определяем основное технологическое время для данного перехода:

мин.

Остальные режимы резания находим аналогичным образом. Результаты расчетов сводим в таблицу Приложения 7.

Глава 5. Рачет затрат времени

Время необходимое для обработки заготовки на данной технологической операции определяется по формуле:

t_ш = t_о+ t_в+ t_об + t_от

где: ? основное технологическое время; t_{о = 35,42 мин.} t_в=0,4 t_о ? вспомогательное время;

t_в=0,4 х 35,42 = 14,16 мин.

t_об ? время на организационное и техническое обслуживание рабочего места;

t_от ? время на отдых и личные надобности.

t_об + t_от = 0,7 (t_о+ t_в),

t_об + t_от = 0,7 (35,42+14,16) = 34,7 мин.

t_ш = 35,42 + 14,16 + 34,7 = 84,28 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

t шк = t ш + (t_пз + N)

где: t_пз - подготовительно-заключительное время;

t_пз=10…30 мин;

N - количество деталей в партии в шт.

t шк = 84,28+ (30: 10) = 87,28 мин

Заключение

В результате выполнения данной работы был разработан технологический процесс механической обработки детали, полностью соответствующий требованиям задания для проектирования.

В качестве материала для заготовки была выбран прокат из стали 35 круглого сечения, а также были определены величины припусков на механическую обработку детали и размеры заготовки.

На этапе разработки технологического процесса изготовления детали были определены режимы обработки и технологические переходы при изготовлении детали, а также был осуществлен выбор технологического оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, необходимых для реализации данного технологического процесса.

В расчетной части данной работы был произведен расчет технологических режимов обработки детали, произведен расчет режимов резания, а также определено штучное и штучно-калькуляционное время изготовления детали.

Разработка технологических процессов производства, в частности технологических процессов механической обработки деталей, является наиболее важной частью производственного процесса, как в машиностроении, так и в других отраслях промышленного производства.

Список использованной литературы

1. Волков О.И., Скляренко В.К. Экономика предприятия. - М.: ИНФРА - М, 2001

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - М.: Машиностроение, 1995

3. ГОСТ 16488-70. Хомутики поводковые для шлифовальных работ. /Под ред.Р.С. Федоровой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1989

4. ГОСТ 166-89. Штангенциркули. /Под ред.М.И. Максимовой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2000

5. ГОСТ 1855-55. Отливки из металлов и сплавов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002

6. ГОСТ 18870-73. Резцы токарные проходные упорные из быстрорежущей стали. /Под ред.Р.С. Федоровой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1981

7. ГОСТ 2675-80. Патроны самоцентрирующиеся трехкулачковые. /Под ред.В.С. Авериной. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1987

8. ГОСТ 4543 - 71. Прокат из легированной конструкционной стали. /Под ред.М.И. Максимовой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2008

9. ГОСТ 8479-70. Поковки из конструкционной углеродистой легированной стали. /Под ред. М.А. Максимовой. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2008

10. ГОСТ 9140-78. Фрезы шпоночные. /Под ред.В.И. Копысова. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1995

11. ГОСТ 9378 - 93. Образцы шероховатой поверхности. /Под ред.В.П. Огурцова. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2008

12. Зуев А.А. Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 2000

13. Кузьмин Б.А., Абраменко Ю.Е., Кудрявцев М.А., Евсеев В.Н., Кузьминцев В.Н. Технология металлов и конструкционные материалы. - М.: Машиностроение, 2003

14. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. - М.: Машиностроение, 1990

15. Панов А.А. Обработка металла резанием. - М.: Машиностроение, 2004

16. Справочник технолога машиностроения. / Под ред.А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 2003

17. Технология машиностроения. /Под ред. С.А. Картавова - М.: Техника, 1994

18. Черпаков Б.И. Технологическая оснастка. - М.: Академия, 2007

29. Яковлева В.И. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. - М.: Машиностроение, 2000

Приложения

Приложение 1

Химический состав стали cтали 45Х ГОСТ 4573 - 71, %

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cu	Cr
0,36 - 0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	до 0,3	0,8-1,1

Приложение 2

Токарно-винторезный станок 16К20

Приложение 3

Техническая характеристика станка 16К20

Параметр	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм. над станиной над суппортом	400 200
Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм.	1000
Наибольшее перемещение суппорта, мм. продольное поперечное	900 250
Число ступеней частоты вращения шпинделя	22
Пределы частоты вращения шпинделя, об/мин	12,5-2000
Пределы рабочих подач, мм/мин: продольная поперечная	3-1200 1,5-600
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры станка, мм	3360 х 1710 х 1750
Масса станка, кг	4000

Приложение 4

Модель 6Н11

Приложение 5

Техническая характеристика станка 6Н11

Параметр	Значение
Расстояние от торца шпинделя до стола, мм.	30 - 380
Размеры рабочего стола, мм.	1250 х 250
Наибольшее перемещение, мм. продольное поперечное вертикальное	600 200 350
Число ступеней подач	16
Подача стола, мм/мин. продольная поперечная вертикальная	35 - 1125 25 - 765 12 - 390
Количество скоростей шпинделя	16
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту, об/мин.	63 - 1900
Мощность электродвигателя, кВт главного движения подачи стола	4 1,5
Габаритные размеры станка, мм	2100 х 780

Приложение 6

Автоматизированная горизонтально-ковочная машина (ГКМ) с вертикальным разъемом матриц. Модель ВБ1134

Приложение 7

Результаты расчета режимов резания

№ операции и перехода	D, мм	L, мм	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин	То, мин
Операция токарная. Установ А.
2. Подрезать торец D42	42	22,5	4,2	0,5	41,54	315	0,18
3. Обточить D42 предварительно	42	90	3,5	0,3	108	800	0,375
4. Сверлить центровочное отверстие	7	7	3,5	0,08	15,82	720	0, 19
Операция токарная. Установ Б
6. Подрезать торец D50	42	22,5	4,2	0,5	41,54	315	0,18
7. Точить D85 предварительно	86	440	3,7	0,3	170,1	630	2,33
8. Обточить D50 предварительно.	51	70	3,5	0,3	128,1	800	0,29
9. Сверлить центровочное отверстие	7	7	3,5	0,08	15,82	720	0, 19
Операция токарная. Установ В
11. Обточить D50 начисто	50	70	0,5	0,3	128,1	800	0,29
12. Обточить D85 начисто	85	440	0,5	0,3	170,1	630	2,33
Операция токарная. Установ Г
15. Обточить D42 начисто	42	90	0,5	0,3	108	800	0,375
Фрезерная операция
Фрезеровать шпоночный паз	22	63	9	0,2	43,52	630	0,5
Шлифовальная операция. Установ А.
Шлифовать D50	50	70	0,05	0,002	35	1000	0,5
Шлифовать D85	85	440	0,05	0,002	35	1000	3,8

Размещено на Allbest.ru