Разработка технологического процесса изготовления детали "вал-шестерня"

Служебное назначение коробки скоростей зиговочной машины. Технологический маршрут обработки детали "вал-шестерня". Анализ технологичности детали. Выбор оборудования, заготовки и припусков на заготовку. Расчет и назначение межооперационных припусков.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 13.12.2014
Размер файла 400,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • Аннотация
  • Введение
  • 1. Зиговочная машина. Анализ служебного назначения узла
  • 1.1 Анализ технологичности детали
  • 1.2 Выбор заготовки и припусков на заготовку
  • 1.3 Разработка технологического процесса и выбор оборудования
  • 1.4 Расчет и назначение межооперационных припусков
  • Список литературы

Аннотация

В данном курсовом проекте основной целью является разработка технологического процесса детали "вал-шестерня". В работе описывается служебное назначение узла "Коробка скоростей", проводится анализ технических требований. Разрабатывается схема сборки узла. Разрабатывается технологический процесс сборки. Проводится размерный анализ методом полной взаимозаменяемости. Выбираем материал заготовки и обосновываем метод получения заготовки. Разрабатываем технологический маршрут обработки детали. Разрабатываем технологически процесс детали. Рассчитываем припуски на обработку расчетно-аналитическим методом. Рассчитываем режимы резания и нормы времени. Составляем карты наладки на 4 операции.

деталь маршрут вал шестерня

Введение

Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной мере зависят от уровня развития машиностроения. Технический прогресс в машиностроении характеризуется совершенствованием технологии изготовления машин, уровнем их конструктивных решений и надежности их в последующей эксплуатации.

В настоящее время важно - качественно, дешево, в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществленного труда изготовить машину, применив современную высокопроизводительную технику, оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства.

Разработка технологического процесса изготовления машины не должна сводится к формальному установлению последовательности обработки поверхностей деталей, выбору оборудования и режимов. Она требует творческого подхода для обеспечения согласованности всех этапов построения машины и достижения требуемого качества с наименьшими затратами.

При проектировании технологических процессов изготовления деталей машин необходимо учитывать основные направления в современной технологии машиностроения:

Приближение заготовок по форме, размерам и качеству поверхностей к готовым деталям, что дает возможность сократить расход материала, значительно снизить трудоемкость обработки деталей на металлорежущих станках, а также уменьшить затраты на режущие инструменты, электроэнергию и прочее.

Повышение производительности труда путем применения: автоматических линий, автоматов, агрегатных станков, станков с ЧПУ, более совершенных методов обработки, новых марок материалов режущих инструментов.

Концентрация нескольких различных операций на одном станке для одновременной или последовательной обработки большим количеством инструментов с высокими режимами резания.

Применение электрохимических и электрофизических способов размерной обработки деталей.

Развитие упрочняющей технологии, повышение прочностных и эксплуатационных свойств деталей путем упрочнения поверхностного слоя механическим, термическим, термомеханическим, химикотермическим способами.

Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы детали и машины в целом, эффективное использование автоматических и поточных линий, станков с ЧПУ - все это направлено на решение главных задач: повышение эффективности производства и качества продукции.

1. Зиговочная машина. Анализ служебного назначения узла

В данном пункте рассмотрим служебное назначение коробки скоростей зиговочной машины.

Коробка скоростей является важнейшим узлом в любом механизме и от правильности выбора ее зависит, как будет работать весь механизм.

Коробка скоростей - это механизм, предназначенное для создания и регулировки скорости движения исполнительных звеньев механизма. Коробки скоростей структурно входят в привод ступенчатого регулирования главного движения станка. Привод станка - это совокупность источника энергии и передающих устройств; его назначение приводить в движение рабочие органы станка, несущие заготовку или инструмент, обеспечивая при этом необходимые скорости и передавая требуемые усилия.

В нашем механизме вращение рабочего инструмента обеспечивается за счет передачи крутящего момента от электродвигателя.

Зиговочная машина (зиговка) используется для пластической обработки тонколистового металла. Основные области применения зиговочных машин - производство вентиляции, теплоизоляции трубопроводов, обработка обечаек.

Простейшие зиговочные машины - ручные. Ручная зиговочная машина приводится в действие рукояткой, расположенной сзади. Прижим верхнего ролика ручной зиговочной машины осуществляется ручкой сверху. Поскольку при работе с зиговочной машиной необходимо придерживать деталь и одновременно вращать привод, работать с ручной зиговочной машиной, обычно приходится вдвоём. Такие зиговки применяются для металла толщиной до 1,75 мм.

Ручные зиговочные машины имеют главное преимущество - для их работы не нужно электричество. Этим обусловлено их широкое применение на строительных объектах, при производстве изоляции теплотрасс.

Электрические зиговочные машины значительно повышают производительность. Для работы с электрической зиговочной машиной достаточно одного человека. Привод такой зиговки осуществляется электромотором через редуктор и управляется частотным преобразователем, связанным с педалью, что позволяет освободить руки для работы с заготовкой и плавно регулировать скорость вращения роликов. Направление вращения роликов и пределы изменения скорости обычно регулируются переключателями, расположенными на корпусе электрической зиговочной машины. Верхний вал может приводиться в движение вручную, электроприводом или гидравликой. Для удобства управления функции реверса или прижима могут управляться через вторую педаль. Электрические зиговочные машины обычно устанавливаются стационарно на предприятиях. В зависимости от предназначения, зиговочные машины могут иметь классическое (горизонтальное) или вертикальное расположение валов. В некоторых случаях валы располагаются наискосок.

1.1 Анализ технологичности детали

Вал-шестерня применяется в редукторах (одно-, двух-, трехступенчатых), коробках переключения передач, раздаточных коробках автомобилей и тд.

Вал-шестерня представляет собой цилиндрическую деталь сложной формы. Все поверхности цилиндрические кроме зубьев. Деталь содержит стандартные элементы: фаски, зубья, канавки, центровочные отверстия. Деталь унифицирована. Для изготовления детали применяется конструкционная легированная сталь марки 40Х, которая в своём химическом составе имеет вводимые элементы для придания специально заданных свойств. В качестве легирующего элемента в данном случае используется хром, о чем говорит соответствующая маркировка.

Вал имеет наименьшую шероховатость для посадки подшипников Rа=0.63 мкм, шероховатость зубьев Rа=2,5 мкм.

Длина вала выполнена с точностью по h15, посадки подшипников с точностью по k6.

Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 легко поддаётся обработке резанием.

Таблица 1. Химический состав сталь 40Х ГОСТ 4543-71

С,%

Mn,%

Si,%

Cr,%

S,%

Р,%

Ni

0,4

0,5-0,8

0,17-0,37

0.8-1.1

до 0.035

до 0.035

до 0.3

Таблица 2. Механические свойства сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Предел текучести т, Мпа

Предел прочности B, Мпа

Относительное удлинение з,%

Ударная вязкость ан, КДж/м2

320-800

570-940

13-17

400-850

Рисунок 1 - Вал-шестерня

Отработка детали на технологичность - комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращении времени на изготовления изделия при обеспечении необходимого качества.

Основная цель анализа технологичности конструкции обрабатываемой детали - возможное уменьшение трудоемкости и металлоемкости возможность обработки детали высокопроизводительными методами.

С точки зрения получения заготовок деталь нетехнологична, поскольку деталь несимметрична и сложна по конструкции.

Делая качественный анализ можно выделить следующие технологичные элементы:

Проведём анализ технологичности конструкции детали.

Анализ технологичности конструкции детали "вал-шестерня" производится по качественным и комплексным показателям в соответствии со стандартами ЕСТПП. Анализ технологичности заключается в изучении возможностей уменьшения трудоемкости изготовления детали и обработки высокопроизводительными методами, не влияя на ее служебное назначение, точность изготовления. Результаты анализа технологичности сведены в таблицы 3, 4, 5, 6.

Таблица 3. Анализ технологичности конструкции детали "вал-шестерня" по геометрической форме и конфигурации

пп

Требования

технологичности

Характеристика

технологичности

1

2

3

1

Возможность использования рациональных методов получения заготовок

Конструкция детали технологична, т.к. в качестве заготовки используется поковка

2

Свойства материала детали должны удовлетворять существующей технологии изделия, покрытия и термообработки

сталь 40Х ГОСТ 4543-71 конструкционная легированная хорошо и производительно обрабатывается резанием.

3

Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых, или стандартных технологических процессов

Изготовление детали обеспечивается применением стандартных технологических процессов и оборудования.

4

Убывание диаметральных размерных шеек к концам вала, либо к одной его стороне.

Конструкция детали технологична, т.к. диаметральные размеры убывают к концам вала

5

Возможность обработки максимального количества диаметров высокопроизводительными методами и инструментами

Конструкция детали технологична, т.к. можно использовать высокопроизводительный метод многорезцовой обработки

6

Отсутствие ступиц и их одностороннего расположения

Конструкция детали технологична, т.к. ступицы отсутствуют

7

Достаточная точность базирующих поверхностей при зубообработке

Конструкция детали технологична, т.к. точность обработки h15.

8

Угол наклона зубьев венцов должен соответствовать параметрам унифицированных инструментов и станков

Конструкция детали технологична, поскольку зуб прямой

9

Размеры канавок для выхода зуборезного инструмента у закрытых зубчатых венцов должен быть увязан с величиной модуля

Конструкция детали технологична, т.к. зубчатый венец открытый

10

По возможности исключать зубчатые венцы, точность которых может быть обеспечена только зубошлифованием

Конструкция детали не технологична, т.к. точность обеспечивается только зубошлифованием

Требования технологичности детали по большинству элементов выполнены, следовательно деталь "вал-шестерня" можно назвать технологичной.

Таблица 4. Анализ детали "вал-шестерня" по параметрам шероховатости

№ пп

Наименование КЭД

Общее кол-во КЭД

Кол-во КЭД, имеющих следующую шероховатость Rа (Rz), мкм

40-20

20-10

2,5-1,25

1,25-0,63

1

Наружные цилиндрические поверхности (ГОСТ 6639-69)

5

2 40%

3 60%

2

Торцевые поверхности (ГОСТ 6639-69)

4

4 100%

3

Фаски наружные (ГОСТ 10948-64)

4

4 100%

4

Центровые отверстия 5 (ГОСТ 6639-69)

2

2

100%

5

Модуль зубчатого венца

1

1 100%

Итого

24

6 40%

6 40%

3 20%

Таблица 5. Анализ детали "вал-шестерня" по наличию стандартных конструктивных элементов детали (КЭД)

№ пп

Наименование КЭД (ГОСТ, ТУ и т.д.)

Общее кол - во КЭД

Кол-во стандартных

КЭД

Степень стандартизации

1

наружные цилиндрические поверхности (ГОСТ 6636-69)

5

5

100%

2

Торцевые поверхности

4

4

100%

3

Фаски наружные (ГОСТ 10948-64)

4

4

100%

4

Центровые отверстия 5 (ГОСТ 6636-69)

2

2

100%

5

Модуль зубчатого венца (ГОСТ13755-81)

1

1

100%

Итого:

16

16

100%

Таблица 6. Анализ детали "вал-шестерня" по точности

№ пп

Наименование КЭД

Общее кол-во КЭД

Кол-во КЭД, обрабатываемым по следующим квалитетам точности

Высокая точность обработки

Средняя точность обработки

Свободные размеры

6

7

8

9

%

10

11

12

%

13

14

%

1

Наружные цилиндрические поверхности

5

1

1

40

3

60

2

Торцевые поверхности

4

4

100

3

Фаски наружные

4

4

100

4

Центровые отверстия 5

2

2

100

5

Модуль зубчатого венца

1

1

100

Итого

16

1

2

19

13

81

Исходя из анализа технологичности по всем параметрам изложенным в таблицах для детали "вал-шестерня" делаем вывод, что деталь технологична, т.к. выполняются все требования технологичности.

1.2 Выбор заготовки и припусков на заготовку

Метод выполнения заготовок деталей машин определяется назначением конструкции детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. От правильного выбора заготовки зависит трудоемкость и себестоимость обработки.

Исходные данные:

деталь - вал-шестерня;

материал - сталь 40Х ГОСТ 4543-71

масса - 0,8 кг;

годовая программа выпуска - 2000 шт;

Согласно рекомендациям [7]. Для определения возможных методов получения заготовки по таблицам 7-11 определяем коды показателей:

по таблице 7 для стали марки 40Х определяем код материала 6;

по таблице 8 определяем код конструктивной формы 4;

по таблице 9 определяем: для заготовок, полученных давлением, и для проката при программе выпуска 2000 шт и массе 0,8 кг код серийности производства 3;

по таблице 10 определяем код массы заготовки 2 или (по таблице 11) код диаметра проката 4.

По таблице 13 определяем коды возможных способов получения заготовки для данной детали: 7…10.

В соответствии с таблицей 12 к числу возможных способов относятся:

7 штамповка на молотах и прессах;

8 штамповка на горизонтально-ковочных машинах;

9 свободная ковка;

10 прокат.

Т.к. анализировать четыре возможных варианта нецелесообразно, то по рекомендациям литературы [7], учитывая небольшой годовой объем выпуска и достаточно простую конфигурацию детали, в качестве наиболее рациональных выбираем следующие варианты получения заготовок:

1. горячая объемная штамповка на горизонтально-ковочных машинах

2. получение заготовки из проката.

Наиболее рациональными методами получения заготовки из вышеперечисленных для данной детали, с учетом материала, массы, конфигурации, габаритов детали и годовой программы выпуска, являются горячая объемная штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ)

Метод получения заготовки поковка на горячая объемная штамповка на горизонтально-ковочных машин, т.к. Себестоимость одной заготовки Сшт, ниже и лучше коэффициент использования материала Ким; класс точности поковки Т4, группа материала М1, степень сложности С1, индекс 9.

Рисунок 2 - Заготовка

1.3 Разработка технологического процесса и выбор оборудования

Задачей проектирования технологического процесса механической обработки является определение такой ее последовательности, при которой наиболее полно используются технологические возможности станков, приспособлений и инструментов, а деталь изготовляется с наименьшими материальными затратами. Такие же задачи решаются и при проектировании технологического процесса восстановления изношенных и поврежденных деталей. Технологический процесс должен быть разработан с учетом производственных возможностей предприятия и передового опыта. Необходимо также иметь следующие исходные данные:

1. Годовую производственную программу, которая влияет на выбор оборудования, приспособлений, инструментов, а также на структуру технологического процесса.

2. Рабочий чертеж детали, по которому составляют технологический маршрут обработки, определяют виды, методы механической обработки и место термической обработки в общем технологическом процессе изготовления детали, составляют технические условия (ТУ) на приемку обрабатываемой детали, выбирают оборудование, приспособления и инструмент. Рабочий чертеж детали должен быть выполнен в масштабе 1:

1. Исключение делается для деталей больших и малых размеров. На рабочем чертеже проставляют все необходимые размеры для обработки детали. Размеры на сопрягаемые поверхности приводят с допусками, характеризующими точность обработки. Кроме того, указывают допуски на неточность взаимного расположения отдельных обрабатываемых поверхностей. Шероховатость обрабатываемых и необрабатываемых поверхностей обозначают условными знаками в соответствии с ГОСТом. На рабочем чертеже также указывается материал, из которого должна быть изготовлена деталь, ее масса, термическая обработка, твердость детали (сердцевины), ее отдельных поверхностей и другие сведения.

3. Указания по использованию имеющегося оборудования и его загрузке. Если разрабатывается технологический процесс для действующего предприятия, то обычно оговаривают в задании, на каком оборудовании обрабатывать, число смен работы и т.п.

4. Справочные материалы, к которым относятся каталоги или паспортные данные станков, справочники по режимам резания, нормированию, по приспособлениям, инструменту и т.д.

Проведя анализ исходных данных, с целью подбора существующей типовой технологии следует установить, к какому классу или группе деталей относится обрабатываемое изделие. При разработке технологии необходимо учитывать имеющийся опыт изготовления типовых деталей на передовых предприятиях, по возможности использовать новое прогрессивное оборудование, приспособления и инструменты, а также наиболее совершенные формы организации производства. Чтобы обеспечить изготовление деталей с наименьшими затратами, для большинства основных деталей на заводах серийного и особенно крупносерийного производства составляют несколько вариантов технологий. По результатам экономического анализа выбирают наиболее эффективный вариант.

Анализ существующего технологического процесса

Рассмотрим маршрутную карту базового технологический процесс, сконцентрировав внимание на важных пунктах. Маршрутная карта технологический процесс представлена в таблице 8.

Таблица 8 - Маршрутная технология базового технологического процесса

Номер

операции

Наименование

операции

Оборудование

001

Заготовительная

(штамповка)

Прокат

005

Фрезерно-центровальная

Фрезерно-центровальный полуавтомат МР-71

005

Токарная

16К20

010

Токарная

16К20

015

Фрезерная

Горизонтально-фрезерный 6Н83

020

Зубострогальная

6Р13

030

Кругло-шлифовальная

DDS 237

030

Кругло-шлифовальная

DDS 237

035

Контроль

Стол контрольный

В соответствии с существующим технологическим процессом, детали со станка на станок передаются партиями. Время механической обработки партии деталей складывается из времени обработки партии на первом, втором и третьем станке, времени транспортировки партии между станками.

На точность механической обработки оказывает значительное влияние погрешность базирования на станках. Достоинством этого технологического процесса является то, что для обработки используется универсальное оборудование и универсальная оснастка. В свою очередь недостатки этого технологического процесса очевидны: очень длительный цикл обработки и очень низкая точность обработки.

Рассмотрим маршрутную карту предлагаемый технологический процесс, сконцентрировав внимание на важных пунктах. Маршрутная карта технологический процесс представлена в таблице 9.

Таблица 9 - Маршрутная технология предлагаемого технологического процесса

Номер

операции

Наименование

операции

Оборудование

001

Заготовительная

(штамповка)

Штамп

005

Фрезерно-центровальная

Фрезерно-центровальный полуавтомат МР-71

010

Токарная с ЧПУ

Hyundai L300LA

015

Токарная с ЧПУ

Hyundai L300LA

020

Зубострогальная

Зубострогальный

5а250

025

Фрезерная

Универсальный сверлильно-фрезерный DMF 30/800

030

Термообработка

-

035

Кругло-шлифовальная

DDS 237

040

Кругло-шлифовальная

DDS 237

045

Слесарная

Тиски

050

Контроль

Стол контрольный

Выбор оборудования

Токарный центр с ЧПУ. Hyundai L300LA.

Токарные станки с ЧПУ с наклонной станиной многофункциональны, обладают высокой точностью и скоростью обработки. Предназначены для изготовления высокоточных и сложных деталей на предприятиях различных отраслей промышленности с применением современных инструментов. Наклонная станина обеспечивает свободный сход стружки и удобный доступ к обрабатываемой детали. Конструкция станины изготовлена по современной технологии с наклоном 60 или 45 градусов в зависимости от модели станка, что способствует сокращению времени простоя оборудования. Наклонная станина занимает меньшую площадь, что позволяет легко убирать стружку и очищать станок. В стандартном варианте установлена 12-ми позиционная револьверная головка, система ЧПУ FANUC 0i-Mate, сервоприводы FANUC, двигатель шпинделя с частотным преобразователем, гидравлический патрон. Пиноль задней бабки с гидравлическим приводом. Она легко передвигается и фиксируется.

Технические характеристики:

Таблица 10 - Технические характеристики токарного станка с ЧПУ L300LA

Параметры

Единица

измерения

Величина

Мах диаметр обрабатываемой детали над станиной

мм

Ш400

Мах диаметр обрабатываемой детали над суппортом

мм

Ш260

Мах длина обрабатываемой детали

мм

400

Мах диаметр обраб. детали

мм

Ш285

Мах диаметр прутка

мм

Ш42

Диаметр гидравлического патрона

мм

Ш165

Тип переднего конца шпинделя

А2-5

Диаметр отверстия в шпинделе

мм

Ш57

Скорость вращения шпинделя

Об/мин

70-3000

Мощность привода шпинделя

кВт

7.5

Диаметр пиноли задней бабки

мм

Ш70

Ход пиноли задней бабки

мм

80

Конус пиноли

No.4

Угол наклона станины

?

45

Перемещения X/Z

мм

165/410

Скорость перемещений X/Z

м/мин

12/16

Число резцов, одновременно устанавливаемых в резцедержателе

шт.

8

Универсальный сверлильно-фрезерный DMF 30/800

Станок предназначен для черновой и чистовой обработки сверлом, либо фрезой незакаленных деталей различной формы и конфигурации. Полуавтомат имеет компоновку с горизонтальной осью изделия.

Технические характеристики:

Таблица 11 - Технические характеристики полуавтомата ВС-Е02В

Наибольший диаметр обработки, мм

620

Наибольшая длина

заготовки, мм

800

Наибольшая ширина венца, мм

250

Модуль, мм

8

Наибольший номинальный делительный диамет, мм

250

Наибольшая ширина, мм

40

Посадочный диаметр, мм

63,5

Наибольший угол поворота головки от среднего положения, град

30

Наибольшее продольное перемещение стола, мм

250

Наибольшее поперечное перемещение стола, мм

65

Наибольшее вертикальное перемещение стола, мм

225

Расстояние между осями шпинделей инструмента и изделия, мм

120-285

Наибольший угол поворота направляющих стола от среднего положения, град

- 30…+90

Наибольшая величина перемещения копира от нулевого положения, мм

15

Наибольший угол поворота копира, граф

45

Диапазон частоты вращения шпинделя инструмента, мин-1

56…-60

Диапазон скоростной горизонтальных перемещений стола, мм/мин

15…300

Значения радиальных подач стола, мм

0,02, 0,04

" Наибольшее значение снимаемого припуска, мм

при обычном шевинговании

0,4

при врезном шевинговании

0,3

Величины разгружающего отскока, мм

0,02, 0,04

Суммарная мощность, кВт

6,7

Габариты, мм (длина х ширина х высота)

1750х2200х2120

Масса, кг

4700

Класс точности полуавтомата по ГОСТ 8-82

В

Зубострогальный станок 5а250

Станок предназначен для нарезания прямозубых конических колес. Он может применяться в различных производственных условиях, но особо пригоден для 'мелкосерийного и единичного производства, где главное значение имеют универсальность станка, простота и дешевизна режущего инструмента.

Станок работает двумя резцами по методу обкатки. Для обработки колес большого модуля предусмотрен механизм врезания,. при включении которого станок работает путем постепенного врезания инструмента в заготовку. При обработке колес повышенной точности сташок может автоматически производить дополнительный чистовой проход.

Путем простого изменения наладочных установок на станке можно нарезать колеса с бочкообразными Рабочий цикл "обкатка - деление" осуществляется при непрерывном зацеплении зубчатых колес кинематической цепи, что обеспечивает плавность работы станка, надежность и долговечность.

Обкатная люлька и шпиндель бабки изделия приводятся в движение при помощи прецизионных червячных передач, колеса которых изготовляются из высококачественной бронзы, что обеспечивает длительное сохранение первоначальной точности станка.

Технические характеристики:

Таблица 12 - Технические характеристики полуавтомата ВС-Е02В

Наибольший диаметр обработки, мм

620

Наибольшая длина заготовки, мм

800

Наибольшая ширина венца, мм

250

Модуль, мм

8

Наибольший номинальный делительный диамет, мм

250

Наиольшая ширина, мм

40

Посадочный диаметр, мм

63,5

Наибольший угол поворота головки от среднего положения, град

30

Наибольшее продольное перемещение стола, мм

250

Наибольшее поперечное перемещение стола, мм

65

Наибольшее вертикальное перемещение стола, мм

225

Расстояние между осями пинделей инструмента и изделия, мм

120…285

Наибольший угол поворота направляющих стола от среднего положения, град

- 30…+90

Наибольшая величина перемещения копира от нулевого положения, мм

+5

Наибольший угол поворота копира, граф

45

Диапазон частоты вращения шпинделя инструмента, мин-1

5…30

Значения радиальных подач стола, мм

0,02, 0,04

" Наибольшее значение снимаемого припуска, мм

при обычном шевиновании

0,4

при временном шевинговании

0,3

Величины разгружающего отскока, мм

0,02, 0,04

Суммарная мощность, кВт

6,7

Габариты, мм (длина х ширина х высота)

1750х2200х2120

Масса, кг

4700

Класс точности полуавтомата по ГОСТ 8-82

В

1.4 Расчет и назначение межооперационных припусков

При обработке заготовок для деталей машин, преувеличенные припуски на обработку, ведут, в некоторых случаях, к удалению наиболее износоустойчивых поверхностных слоев обрабатываемой детали.

Вместе с тем, преувеличенные припуски вызывают необходимость введения дополнительных технологических переходов, увеличивают трудоемкость процессов механической обработки. Увеличивается расход силовой электроэнергии, инструмента, и тем самым увеличивается себестоимость.

Уменьшение припусков на обработку является одним из средств экономии металлов и снижения трудоемкости процессов механической обработки. Однако, недостаточные припуски на обработку не обеспечивают возможности удаления дефектных поверхностных слоев металла, а получение необходимых параметров обработанных поверхностей, а в ряде случаев создают неприемлемые технологические условия для работы режущего инструмента в зоне твердой корки или окалины.

В результате недостаточных припусков, возрастает количество брака, что повышает себестоимость выпускаемой продукции.

При выполнении дипломного проекта расчет припусков на механическую обработку производится расчетно-аналитическим методом и по таблицам. Расчет припусков и определение их величин по таблицам производится после выбора оптимального для данных условий маршрута и выбора метода получения заготовки.

Произведем расчет припусков расчетно-аналитическим методом для поверхности: 35к6 (+0,039).

Базирование осуществляется в кулачках.

Заготовка - штамповка: IT 10, Rz + h = 40+60=100 мкм

1. Технологический маршрут обработки поверхности 35к6 (+0,039) по переходам:

1-й переход: черновое точение, IT 12, Rz = 100 мкм, h = 100 мкм;

2-й переход: получистовое точение, IT 10, Rz = 50 мкм, h = 50 мкм;

3-й переход: чистовое точение, IT 9, Rz = 25 мкм, h = 25 мкм;

2. Пространственное отклонение формы поверхности заготовки

;

где - смещение оси шейки относительно общей оси;

= 0,5 мм; (таблица П5);

- коробление (кривизна) поковки;

;

где -удельная кривизна заготовки, =4 мкм/мм;

L - толщина заготовки (l=L/2=14/2=7 т.к. максимальная кривизна возможна посреди заготовки):

- погрешность центрирования:

;

где - допуск на диаметральный размер поверхности поковки, используемой в качестве базовой на токарной операции, =2,4 мм;

Остаточное пространственное отклонение после каждого перехода

где КУ - коэффициент уточнения формы на рассматриваемом переходе;

1-й переход: КУ = 0,06, ;

2-й переход: КУ = 0,05, ;

3-й переход: КУ = 0,04,

Термообработка: ;

где - коробление детали после ТО;

- отклонение детали на операции, предшествующей термообработке;

3. Погрешность установки детали на каждом переходе

где б - погрешность базирования;

б = 0 (технологическая и измерительная базы совпадают);

з - погрешность закрепления;

1-й переход: , ;

2-й переход: , ;

3-й переход: ,

4. Минимальное значение межоперационного припуска

;

где

i - выполняемый переход;

1-й переход: ;

2-й переход: ;

3-й переход: ;

Результаты расчетов заносим в таблицу 9.

Графу "Расчетный размер" таблицы 9 заполняем, начиная с конечного минимального чертежного размера, путем последовательного прибавления минимального припуска каждого предыдущего перехода.

3-й переход: dр3 = 35,039 мм;

2-й переход: dр2 =

1-й переход: dр1 =

заготовка: dр0 =

В графу "Допуски на размер" таблицы 13 заносим допуски на каждый технологический переход (допуск на размер заготовки принимаем по ГОСТ 26645).

В графе "Предельный размер" таблицы 13 значения dmin получаем округлением расчетного размера соответствующего перехода до точности допуска в большую сторону, а значения d max определяем прибавлением к dmin допуска соответствующего перехода

3-й переход: dmin3 = 35,039 мм, dmax3 = 35,039 + 0,16 = 35, 199 мм;

2-й переход: dmin2 = 35,43 мм, dmax3 = 35,43 + 0,25 = 35,68 мм;

1-й переход: dmin1 = 35,99 мм, dmax1 = 35,99 + 0,62 = 35,61 мм;

заготовка: dmin0 = 38,91 мм, dmax0 = 38,91 + 2,5 = 41,41 мм;

В графе "Предельные значения припусков" таблицы 13 максимальные предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов, а минимальные предельные значения припусков определяем как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

3-й переход: 2Zmax3пр = 35,68 - 35,19 = 0,49 мм;

2Zmin3пр = 35,43 - 35,039 =0,391 мм;

2-й переход: 2Zmax2пр = 36,61 - 35,68 =0,93 мм;

2Zmin2пр = 35,99-35,43 =0,56 мм;

1-й переход: 2Zmax1пр = 41,41 - 35,61 =4,8 мм;

2Zmin1пр = 38,91 - 35,99 =2,92 мм;

Общий минимальный припуск определяем как сумму минимальных промежуточных припусков:

2Zmin = 0,391+0,56+2,92= 3,871 мм;

Общий максимальный припуск определяем как сумму максимальных промежуточных припусков:

2Zmax = 0,49+0,93+4,8= 6,22 мм;

Общий номинальный припуск

2Zном = 2Zmin + НЗ - НД;

где НЗ - нижнее отклонение допуска заготовки;

НЗ = 0,8 мм;

НД - нижнее отклонение допуска детали = 0мм;

2Zном = 3,871 + 0,8 = 4,671 мм;

Номинальный диаметр заготовки определяем как сумму номинального диаметра детали и общего номинального припуска

dном0 = 85 + 4,671 = 89,671 мм

Проверяем правильность выполненных расчетов

2Zmaxiпр - 2Zminiпр = di-1 - di

1-й переход: 4,8 - 2,92 = 2,5 - 0,62 или 1,88 = 1,88 (верно);

2-й переход: 0,93 - 0,56 = 0,62 - 0,25 или 0,37 = 0,37 (верно);

3-й переход: 0,49 - 0,391 = 0,25 - 0,16 или 0,09 = 0,09 (верно);

2Zmax - 2Zmin = d0 - d3

6,22 - 3,871 = 2,5 - 0,16 или 2,34 = 2,34 (верно);

Так как условия уравнений выполняются, то расчет межоперационных припусков произведен правильно.

Таблица 13 - Расчет припусков для наружной поверхности 35к6 (+0,039)

Технологические переходы обработки поверхности

35к6 (+0,039)

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2Zmin мкм

Расчетный размер

dр мм

Допуск на размер

d, мм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков, мм

Rz

h

dmin

dmax

2Zminпр

2Zmaxпр

Заготовка

100

1460

0

-

26,41

2,5

38,91

41,41

-

-

Черновое точение

100

100

81,6

80

21,61

0,62

35,99

36,61

2,92

4,8

Получистовое точение

50

50

68

5

20,68

0,25

35,43

35,68

0,56

0,93

Чистовое точение+ТО

25

25

54,4

4

20, 19

0,16

35,039

35, 19

0,391

0,49

Общий припуск 2ZO

3,871

6,22

На основании данных таблицы 13 строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку внутренней поверхности 35к6 (+0,039) представленную на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку внутренней поверхности 35к6 (+0,039)

Расчет режимов резания и технологическое нормирование

Расчет режимов резания и норм времени для операции 005

1. Деталь, закрепляемая в патроне.

2. Материал детали - 40Х.

3. Схема базирования: по торцу - установочная база и по наружному диаметру с центрированием и закреплением в кулачках - двойная опорная база.

Исходные денные:

- станок - токарный с ЧПУ Hyundai L300LA

- инструменты - резцы токарные, геометрические параметры: f = 93°, a = 5, g = 12°, материал - твердый сплав Т15К6;

- приспособление - патрон токарный трехкулачковый клиновой с пневматическим приводом;

- обработка производится за один проход, с охлаждением.

Для обработки стали глубиной резания до 20 мм рекомендуемая подача равна 0,25 мм/об.

Операция 005: пер.1 - точить вал по контуру.

Режущий инструмент: пластина 196613-0362-120612 Т15К6 ГОСТ 19048-80.

Глубина резания t=1,2 мм.

Подача на оборот Sо=0,4 мм/об, принимаем согласно рекомендациям [8] для чернового точения углеродистых сталей.

Стойкость инструмента Т=50 мин.

Скорость резания при точении определяется по формуле:

V=,

где Сv, m, x, y - эмпирические коэффициенты.

Значения коэффициентов и показателей степени определяем по [5]:

СV = 290; x = 0,15; y = 0,35; m = 0,2; T = 50 мин.

Кvмv•Кпv•Киv,

Км v=Kr= ,

где Кмv=0,77 - коэффициент, учитывающий марку обрабатываемого материала (сталь 40);

Кпv=0,9 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности, в данном случае это поперечно-клиновой прокат;

Киv=1 - коэффициент, показывающий, что Сталь 40Х обрабатываем инструментом из твердого сплава.

Кv=0,77•0,8•1=0,7;

V= =124 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=,

n= мин-1.

Принимаем ближайшую меньшую частоту согласно паспорта станка n=2000 мин-1.

Определим действительную скорость резания:

Vд=, Vд= м/мин.

Минутная подача:

Sм=Sо•n=0,4•2000=800 мм/мин.

Крутящий момент

где CМ - поправочный коэффициент;

CМ = 0,021;

q, y - показатели степеней;

q = 2,0; y = 0,8;

KР = КМР - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

np = 0,6.

Тангенцальная сила резания

где CР - поправочный коэффициент;

CР = 300;

q, y - показатели степеней;

q = 1,0; y = 0,8;

Мощность резания:

,

Мощность электродвигателя:

Так как эффективная мощность резания (NE = 5,79кВт) не превышает мощности привода главного движения станка L300LA (NПР = 14.5 кВт), то рассчитанные режимы резания возможно обеспечить на данном станке

Длина рабочего хода:

Lp. x. =l1+L+l2,

где l1 - длина врезания инструмента, мм;

l2 - длина перебега инструмента, мм;

L - длина, мм.

Lp. x. = 2+15+2=19 мм.

Основное время:

Остальные параметры рассчитываем табличным методом и сводим их в таблицу.

Таблица 14 - Сводная таблица режимов резания.

№ операции

Наименование операции

Глу - бина реза-ния

Частота вращения шпинделя и скорость

Подача

Осн. время

Размеры

D

L

L, мм

nк, об/мин

v, м/мин

S, мм/об

То, мин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

005

Переход 1

20

65

2

2000

125,6

0,26

0,2

Переход 2

97

28

2

800

130,6

0,1

4,2

010

Переход 1

20

14

2

2000

125,6

0,26

0,2

Переход 2

28

22

2

800

130,6

0,2

3,0

015

Переход 1

40

65

1,5

200

137,7

0,28

5,21

020

Переход 1

20

25

1,5

250

87,7

0,31

2,1

Расчет штучного времени и нормирование работ для операции 005 (1-й переход)

Определяем штучное время штучное время

Тшт = Т0 + Тв + Тоб + Тот,

где Т0 - основное время, мин.;

Тв - вспомогательное время, мин.;

Тоб - время на обслуживание рабочего места, мин.;

Тот - время перерывов на отдых личные надобности.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

Твм = Тус + Тзо + туп + Тиз,

где

Тус - время на установку и снятие детали, мин.;

Тз. о. - время на закрепление и открепление детали, мин.;

Туп - время на приемы управления, мин.;

Тиз - время на измерение детали, мин.

Топ = Т0 + Тв, мин.

Время на обслуживание рабочего места состоит:

Тоб = Торг + Ттех, мин.

где Торг - время на организационное обслуживание рабочего места, мин.;

Ттех - время на техническое обслуживание рабочего места, мин.

Время на техническое обслуживание определяется по формуле:

где Поб. от - процент затрат времени на обслуживание и отдых.

Основное время на операцию Т0 = 0,1 мин.

Тус = 0,07 мин. [табл.5.3; 3];

Тз. о. = 0,015 мин. [табл.5.7; 3];

Туп = 0,045 мин. [табл.5.8, 5.9; 3];

Тиз = 0,031 мин. [табл.5.12; 3];

Тв = (0,07 + 0,015 + 0,045 + 0,031) = 0,161 мин.

Топ = 1,1+ 0,161 =1,261 мин.

Тобсл = 0,096 + 0,013 = 0,11 мин.

Тшт = 1,1 + 0,096 + 0,11 + 0,081 = 1,39 мин.

В состав подготовительно-заключительного времени входит:

время на наладку станка и установки приспособлений - 4,2 мин [3, стр.216];

время на дополнительные приемы - 2,4 мин [3, стр.217].

Тп.3. = 4,2 + 2,4 = 6,6 мин.

Тшт.к. = 6,6/6000 + 0,403 = 0,404 мин.

Остальные данные рассчитываем и сводим их в таблицу 15.

Таблица 15 - Нормы времени

Операция

То

Тв

Тшт

005 Токарная с ЧПУ

4,4

1,89

6,29

010 Токарная с ЧПУ

2,8

1,69

4,49

015 Зубострогальная

5,21

0,65

5,86

020 Фрезерная

2,1

0,5

2,6

Итого

14,51

4,73

19,24

Список литературы

1. Б.Н. Вардашкин Станочные приспособления: справочник. В 2-х т. - М.: Машиностроение, 1984, - т.1 - 591 с., т.2 - 655 с.

2. А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков Справочник технолога-машиностроителя т.1,2. - М.: Машиностроение, 1985, т.1 - 495 с., т.2 - 655 с.,

3. В.И. Анурьев Справочник технолога машиностроителя. В 3-х т. - М.: Машиностроение, 1984, т.1 - 913 с., т.2 - 848с.,

4. В.А. Тимирязев Основы технологии машиностроительного производства: Высшая школа, 2012г, 1 - 436с.

5. Л.В. Лебедев Технология машиностроения: Высшая школа, 2008г.1 - 527 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Служебное назначение и условия работы детали "Вал-шестерня". Выбор оптимальной стратегии разработки технологического процесса, метода получения заготовки, оборудования и инструментов. Расчет припусков на ее обработку, режимов резания и норм времени.

    курсовая работа [103,0 K], добавлен 10.07.2010

  • Служебное назначение детали, качественный и количественный анализ её технологичности. Выбор типа производства. Разработка технологического процесса изготовления детали с расчетом припусков на обработку, режимов резания и норм времени на каждую операцию.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 02.02.2016

  • Служебное назначение и техническая характеристика шестерни. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка технологического процесса обработки детали. Расчет припусков и точности обработки. Проектирование оснастки для изготовления шпоночных пазов.

    курсовая работа [38,0 K], добавлен 16.11.2014

  • Cпособ получения заготовки, определение припусков на заготовку, назначение маршрута обработки детали "вал-шестерня". Выбор станков, приспособлений, режущего, вспомогательного и измерительного инструмента на каждую операцию. Расчет площади участка.

    дипломная работа [353,6 K], добавлен 12.09.2012

  • Анализ рабочего чертежа детали "Шестерня" и технических требований к ней. Характеристика материала детали и выбор способа её заготовки. Подбор станочного оборудования и разработка маршрутно-операционного технологического процесса по изготовлению детали.

    курсовая работа [380,9 K], добавлен 18.12.2014

  • Определение типа и организационной формы производства. Служебное назначение и техническая характеристика детали. Выбор и обоснование вида заготовки и метода ее получения. Анализ конструкции детали. Разработка технологического маршрута изготовления детали.

    курсовая работа [266,4 K], добавлен 22.03.2014

  • Конструкция и служебное назначение детали "шестерня". Обоснование способа получения заготовки. Расчет массы и коэффициента использования материала; припуски и допуски на механическую обработку. Разработка маршрута обработки детали, выбор оборудования.

    дипломная работа [1,0 M], добавлен 14.07.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.