Технологический анализ детали "Вал коробки скоростей"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Назначение и анализ конструкции детали

1.2 Технический контроль чертежа детали

1.3 Анализ технологичности детали

1.4 Определение типа производства

1.5 Основание и выбор получения заготовки

1.6 Разработка маршрута механической обработки

1.7 Расчет припусков на механическую обработку

1.8 Расчет режимов резания

2. Конструкторская часть

2.1 Принцип работы станочного приспособления

Заключение.

Список литературы Заключение.



Введение

деталь вал коробка скорость заготовка

На сегодняшний день отечественная машиностроение является важнейшей отраслю промышленности. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин и потребностью потребителей в постоянном совершенствовании продукции. Совершенство конструкции машины характеризуется ее соответствием современному уровню техники, экономичностью в эксплуатации, а также тем, в какой мере учтены возможности использования наиболее экономичных и производительных технологических методов ее изготовления применительно к заданному выпуску и условиям производства.

Заданием на курсовой проект служит чертеж детали колесо зубчатое. Необходимо произвести технологический анализ детали, материала детали, твердости поверхности. Затем необходимо рассчитать припуски на обработку, выбрать заготовку, произвести размерный анализ технологических цепей размеров. Затем необходимо произвести расчет режимов резания по операциям технологического процесса, затем необходимо назначить нормы времени на каждую операцию. Затем необходимо разработать и вычертить приспособление для одной из операций технологического процесса.

Для выполнения этой работы в определенной последовательности необходимо будет затронуть ряд вопросов:

а) рассмотреть рациональность метода получения заготовки для данного масштаба производства;

б) сопоставить соответствие реальной заготовки чертежу в отношении фактических припусков на обработку и выполнения прочих технических требований;

в) правильность выбора баз на операциях технологического процесса, соблюдение принципа единства технологических баз;

г) правильность установки последовательности операций процесса для достижения заданной точности деталей;

д) степень оснащенности операций; применяемость высокопроизводительного режущего инструмента;

е) произвести выбор, обоснование, конструирование и расчет одного станочного приспособления и т. д.

Только после качественного изучения этих вопросов возможно будет удовлетворить все требования предъявляемые к изготовлению детали и к ее качеству.



1. Технологическая часть

1.1 Назначение и конструкция детали

Деталь «Вал коробки скоростей» служит для передачи движения уменьшая или увеличивая количество оборотов и крутящего момента, поэтому к ней предъявляются высокие требования по точности, по биению и шероховатости.

Деталь имеет цилиндрическую форму с несколькими ступнями, предназначенной для крепления подшипников, зубчатых колес, а также муфт. Вал изготовлен из стойкой конструкционной углеродистой стали марки Сталь 45. 45 - это процент углерода содержащийся в ней. То есть углерода там 0,45%.

Химический состав Стали 45:

C	0,42 - 0,5
Si	0,17 - 0,37
Mn	0,5 - 0,8
Ni	до 0,25
S	до 0,04
P	до 0,035
Cr	до 0,25
Cu	до 0,25
As	до 0,08
Fe	~97

Физические свойства:

Удельный вес: 7826 кг/м³

Термообработка: Состояние поставки

Твердость материала: HB 10 ^-1 = 170 МПа

Температура критических точек: Ac₁ = 730 , Ac₃(Ac_m) = 755 , Ar₃(Arc_m) = 690 , Ar₁ = 780 , Mn = 350

Свариваемость материала: трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Температура ковки, °С: начала 1250, конца 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе.

Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 170-179 и у_в=640 МПа, К _{х тв. спл}=1 и К_{х б.ст}=1

Флокеночувствительность: малочувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

От качества изготовления валов зависит надёжность и долговечность работы деталей и поэтому совершенствованию технологии их изготовления постоянно уделяется самое серьёзное внимание.

1.2 Технический контроль чертежа

Деталь имеет установочную базу - две измерительные базы торцы детали. Благодаря этому на детали выполняют принципы единства и постоянства баз. Конструкция детали позволяет совместить технологическую и измерительную базу, использовать одни и те же базы в большинстве операций.

Деталь - вал, многоступенчатый, имеет цилиндрическую форму с разными диаметрами. Длина вала равна 294мм. В обоих концах вала имеются фаски 2х45гр. Первая ступень вала имеет размеры Ш L=85мм шероховатостью Ra1,25(ГОСТ 2789-53), а также имеет шпоночный паз размерами(78х16х5)мм. Вторая ступень вала имеет размеры размеры Ш 65мм L=58мм шероховатостью Rz20 (ГОСТ 2789-53). Третья ступень вала имеет наибольшие размеры Ш L=114мм шероховатостью Ra2,5(ГОСТ 2789-53), а также имеет шпоночный паз размерами(82х20х7,5)мм. Последняя или четвертая ступень вала имеет размеры Ш L=32мм шероховатостью Ra2,5(ГОСТ 2789-53).

Остальные неуказанные поверхности имеют шероховатость Rz20.

Наиболее ответственными поверхностями являются наружные цилиндрические поверхности и шпоночный паз которые характеризуются жёсткими требованиями к шероховатости поверхностей (2,5 мкм), точности К6.

На все остальные размеры: отклонения валов h14, отверстий H14, остальные . Поверхности на которых не указаны шероховатости обрабатываются

Шероховатость поверхностей указана непосредственно на изображении и в правом верхнем углу чертежа в виде знака v.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Вал будет выпускаться с объемом N=100000 штук/год. Следовательно, при данном объеме выпуска детали, делаю вывод что у меня массовое производство, а также анализируя технологичность детали выбираю метод получение заготовок горячей штамповкой в закреплённых штампах на прессе, в этом случае заготовка получается более точная.

Получение заготовки не вызывает определенных трудностей. Деталь подвергается термической обработке - улучшение, во время которой могут появиться искривления и различные дефекты при нагревании и охлаждении детали.

Поскольку деталь - тело вращения, то большинство операций по обработке можно произвести на токарных станках. Округленная форма детали свидетельствует о ее технологичности при получении заготовки, обработке, контроле.

С точки зрения механической обработки деталь вал является технологичным, так как, почти все обработки в основном производится на токарных станках, при помощи базирования через торцевые поверхности.

Шпоночный паз технологичен размерами h=5мм, b=16мм, l=78мм и h=7,5мм, b=20м, l=82мм. Для изготовления шпоночных канавок потребуется режущий инструмент концевая фреза.

Поверхности вращения и торцы детали могут быть обработаны на станках с ЧПУ.

Учитывая, выше изложенного считаю, что деталь «Вал» достаточно технологична; допускается применение высокопроизводительных режимов обработки; имеет достаточные по размерам и форме базовые поверхности для выполнения всех операций; поверхности вращения могут быть обработаны на многорезцовых, многошпиндельных полуавтоматах и станках с программным управлением.

1.4 Расчет типа производства

N= 100 000 шт/год.

Операция 005. Фрезерно-центровальная операция.

Для торцов (фрезерование):

Т₁=0.004*L₁=0.004*55=0,22 мин.

Т₉=0.004*L₉=0.004*60=0,24 мин.

L₁, L₉ - диаметр заготовки;

Для нарезания отверстий в торцевой поверхности (место установки приспособления):

Т₁₅ = 0.00052*d₁*l₁ = 0.000052*10*15=0,0078 мин

Т₁₆ = 0.00052*d₉*l₉ = 0.000052*10*15=0,0078 мин

Складываем все переходы и получаем основное время по формуле:

Т₀= Т₁+Т₉+ Т₁₅+ Т₁₆.

Т₀= Т₁+Т₉+ Т₁₅+ Т₁₆=0,22+0,24+0,0078+0,0078=0,4756 мин.

Далее определяем штучно-калькуляционное время по формуле: Т_шт = Т_{0 *} ?_к

?_к- величина коэффицента;

Т_шт = Т_{0 *} ?_к=0,4756*1,51=0,7181 мин

Операция 010. Токарная операция.

Для наружной поверхности и ступней (точение):

Т₂ = 0.0001*d₂*l₂ = 0.0001*55*87=0,4785 мин

Т₄ = 0.0001*d₄*l₄ = 0.0001*65*58=0,377 мин

Т₆ = 0.0001*d₆*l₆ = 0.0001*70*114=0,798 мин

Т₃ = 0.000052*(D₃² -d₃²) = 0.000052*(65²-55²)=0,0624 мин

Т₅ = 0.000052*(D₅² -d₅²) = 0.000052*(70²-65²)=0,0351 мин

Складываем все переходы и получаем основное время по формуле:

Т₀= Т₂+Т₄+Т₆+Т₃+Т₅= 0,4785+0,377+0,798+0,0624+0,0351=1,751 мин

Далее определяем штучно-калькуляционное время по формуле: Т_шт = Т_{0 *} ?_к

?_к- величина коэффицента;

Т_шт = Т_{0 *} ?_к=1,751*1,5=2,6265 мин

Операция 015. Токарная операция.

Для наружной поверхности и ступней (точение):

Т₁₄ = 0.0001*d₁₄*l₁₄ = 0.0001*60*33=0,198 мин

Т₇ = 0.000052*(D₇² -d₇²) = 0.000052*(70²-60²) = 0,0676 мин

Складываем все переходы и получаем основное время по формуле: Т₀= Т₁₄+Т₇ = 0,198+0,0676=0,2656 мин

Далее определяем штучно-калькуляционное время по формуле: Т_шт = Т_{0 *} ?_к

?_к- величина коэффицента;

Т_шт = Т_{0 *} ?_к=1,751*1,5=0,3984 мин

Операция 020. Фрезерная операция. Для шпоночного паза (концевая фреза):

Т₀= Т₁₀ = 0.007 *l₁₀ = 0.007*78=0,548 мин

Далее определяем штучно-калькуляционное время по формуле:

Т_шт = Т₀ * ?_к

?_к- величина коэффицента;

Тшт = Т₀ * ?_к=1,51*0,548=0,827мин

Операция 025. Фрезерная операция. Для шпоночного паза (концевая фреза):

Т₀= Т₁₁ = 0.007 *l₁₁ = 0.007*82=0,574 мин

Далее определяем штучно-калькуляционное время по формуле:

Т_шт = Т₀ * ?_к

?_к- величина коэффицента;

Т_шт = Т₀ * ?_к=1,51*0,574=0,867мин

Операция 030. Шлифовальная операция.

Т₈ = 0.0001*d₈*l₈ = 0.0001*60*35=0,21 мин

Т₁₂ = 0.0001*d₁₂*l₁₂ = 0.0001*55*85=0,4675 мин

Т₁₃= 0.0001*d₁₃*l₁₃ = 0.0001*70*114=0,798 мин

Складываем все переходы и получаем основное время по формуле:

Т₀= Т₈+Т₁₂+ Т₁₃= 0,21+0,4675+0,798=1,4755 мин

Далее определяем штучно-калькуляционное время по формуле:

Т_шт = Т_{0 *} ?_к

?_к- величина коэффицента;

Т_шт = Т_{0 *} ?_к=1,4755*1.21=1.7853 мин

Складываем все переходы и получаем основное время:

?_к - коэффициент

Определяем среднее штучное время по формуле: Т_ср.= сумма Т_о /n

Т_ср.= Т_о /n= 0,7181 +2,6265 +0,3984+0,827+0,867+1,7853 /6=1,20мин

Такт выпуска (время на один выпуска детали): T_т.в. = F*60/N

F=количество рабочих часов в год. = 254 дней * 8 часов=2032ч

N=годовая программа на выпуск деталей

T_т.в. = F*60/N= 2032*60/100000=1.219 мин

Коэффициент серийности К_с = T_т.в / Т_ср

К_с = T_т.в / Т_ср = 1.219/1,20 =1,0158

1.5 Выбор и экономическое обоснование выбора заготовки

Для наружной поверхности назначаем припуск черновой - 1мм чистовую -0,5мм

Расчет веса штампованной заготовки.

Вычисляем объемы каждой цилиндрической поверхности:

1) Для цилиндрической поверхности:

2) Для цилиндрической поверхности 2:

3) Для цилиндрической поверхности 3:

4) Для цилиндрической поверхности 4:

5) Общий расчет объема заготовки:

6) Расчет веса заготовки:

Удельный вес стали 45 = 7.826 кг/м³

Расчет веса готовой детали.

Вычисляем объемы каждой цилиндрической поверхности:

1) Объем цилиндрических поверхностей 1:

2) Объем цилиндрических поверхностей 2:

3) Объем цилиндрических поверхностей 3:

4) Объем цилиндрических поверхностей 4:

5) Объем шпонки (82*20*7,5):

1-часть: = 3.14*1*0.75 = 2.355 см³

2-часть: a*b*h = 6.2*2*0.75 = 9.3 см³

V_{шпонки-1} = 9,3+2,355 = 11,655 см³

6) Объем шпонки (78*16*5):

1-часть: = 3.14*0,8²*0,5 = 1 см³

2-часть: a*b*h = 6.2*1,6*0.5 =4,96 см³

V_{шпонки-2} = 4,96+1 = 5,96 см³

7) Общий расчет объема готовой детали:

Объем

8) Расчет веса готовой детали:

Удельный вес стали 45 = 7.826 кг/см³

Итого:

Вес заготовки Q - 8,4 кг

Вес готовой детали q - 7,19 кг

Расчет стоимости заготовки

стоимость штамповки 1 тонны = 13 млн.

стоимость отходов 1 тон = 1 млн.

Q - 8,4 кг;

q - 7,19 кг;

;

Расчет веса заготовки полученной прокатом (Ст. 45).

Подбираем пруток диаметром 75 мм и длиной 300 мм

Объем цилиндрической поверхности :

Определяем вес заготовки:

Вес готовой детали: q = 7,19 кг

Расчет стоимости заготовки: M = Q*S - (Q - q) * S_отх. /1000

S = 9 млн. сум. (стоимость 1 тонны для проката) = 9 млн.сум/1000 = 9 000тыс.сум (цена одной 1 детали).

S_отх. = стоимость отходов на 1 тонну = 1 млн.сум

М = 10,37 * 9000 - (10,37 - 7,19)* 1000000/1000 = 90 150 тыс. сум.

1.6 Технологический процесс

Операция 005. Фрезерно-центровальная операция.

Переход 1. Фрезеровать торцы на поверхности диаметром Ш 55мм.

Переход 2. Центрировать торцы на поверхности диаметром Ш 60мм.

Переход 3. Просверлить отверстие в торцевой поверхности диаметром Ш 55мм (место установки приспособления).

Переход 4. Просверлить отверстие в торцевой поверхности диаметром Ш 60мм (место установки приспособления).

Операция 010. Токарная операция.

Переход 1. Точить цилиндрическую поверхность диаметром Ш 55мм длиной L=85мм.

Переход 2. Точить цилиндрическую поверхность диаметром Ш 65мм длиной L=58мм.

Переход 3. Точить цилиндрическую поверхность диаметром Ш 70мм длиной L=114мм.

Переход 4. Обточить торец на поверхности диаметром Ш 65мм длиной L=10мм.

Переход 5. Обточить торец на поверхности диаметром Ш 70мм длиной L=10мм.

Переход 6. Снять фаску 2х45гр на наружной поверхности диаметром Ш 55мм.



Операция 015. Токарная операция.

Переход 1. Точить цилиндрическую поверхность диаметром Ш 60мм длиной L=33мм.

Переход 2. Обточить торец на поверхности диаметром Ш 60мм длиной L=10мм.

Переход 3. Снять фаску 2х45гр на наружной поверхности диаметром Ш 60мм.

Операция 020. Фрезерная операция.

Переход 1. Открыть шпоночный паз на цилиндрической поверхности диаметром Ш55мм длиной L=78 мм, высотой h=5 мм и шириной b=16 мм.

Операция 025. Фрезерная операция.

Переход 1. Открыть шпоночный паз на цилиндрической поверхности Ш 70 мм длиной L=82 мм, высотой h=7,5 мм и шириной b=20 мм.

Операция 030. Шлифовальная операция.

Переход 1. Шлифовать цилиндрическую поверхность диаметром Ш60мм (шероховатость Ra2,5(ГОСТ 2789-53)).

Переход 2. Шлифовать цилиндрическую поверхность диаметром Ш70мм (шероховатость Ra2,5(ГОСТ 2789-53)).

Переход 3. Шлифовать цилиндрическую поверхность диаметром Ш55мм (шероховатость Ra1,25(ГОСТ 2789-53)).

1.7 Расчет припусков

Расчет припусков на цилиндрическую поверхность диаметром 70 k6 .

ES=21 мкм;

EI=2 мкм;

Заготовка 2,5-25кг	Rz = 150мкм; Т = 250мкм;
Черновая обработка	Rz = ±50 мкм; Т = ±50мкм;
Чистовая обработка	Rz = ±30 мкм; Т = ±30мкм;
Шлифование	Rz = ±10 мкм; Т = ±20мкм;

Расчет величины припусков на обработку (минимальная) определяется по формуле:

2z_min = 2*(Rz_i-1 + T_i-1 + с_i-1) ;

Для заготовки определяем пространственное отклонение:

с_заг. = v(с_смещ.² +с_центр.²+ с_кор.²);

с_смещ. - погрешность заготовок по смещению;

с_центр. - _{по центровке;}

с_кор. - _{коробации;}

Определяем пространственное отклонение:

с_заг. = v(с_смещ.² +с_центр.²+ с_кор.²)= v(1,2² + 0,04²+0,1²) = 1,2мм=1200 мкм;

с_смещ. - 1,2мм;

с_кор. =0,7*147=102,9мм = 0,0007*147 = 0,1029 мкм;

с_ц. =40мкм = 0,04 мм;

для остальных видов оброботки находим следующим образом

с_{черновое} = 0.06 * с_заг = 0.06 * 1205 = 72,3 мкм;

с_{чистовое} = 0.05 * с_заг = 0.05 * 1205 = 48,2 мкм;

с_{шлифование} = 0.04 * с_заг = 0.04 * 1205 = 48,2 мкм;

Определяем припуск 2z_min под черновое точение:

2z_min = 2*(150+250+ 1205) = 3210 мкм;

Определяем припуск 2z_min под чистовое точение:

2z_min = 2*(50+50+ 72,3) = 344,6 мкм;

Определяем припуск 2z_min для шлифовальной обработки:

2z_min = 2*(20+25+48,2) = 216,4 мкм;

Минимальный размер диметра вала 70 k6 (d_min).

d_р = 70.002 мм; - шлифовальная операция.

d_р1 = d_р + 2z_min(3)= 70.002+0.216 = 70.218 мм;

d_р2 = d_р1 + 2z_min(2)= 70.218+0.345 = 70.563 мм;

d_р3 = d_р2 + 2z_min(1)= 70.563+3.210 = 73.773 мм;

Определяем минимальный диаметр поверхности:

Допуски Td для Ш70K6.

Максимальный размер диметра вала 70 k6 (d_min).

d_pmax = 70+0,021= 70,021 мм;

d_mах = d_p(min) + Td = 70.002+0.046 = 70.023 мм;

d_mах(1) = d_p(1) + Td = 70.218+0.046 = 70.264 мм;

d_mах(2) = d_p(2) + Td = 70.563+0.12 = 70.683 мм;

d_mах(3) = d_p(3) + Td = 73.773+1.2 = 74.973 мм;

Определяем предельные значения 2z_max припусков поверхности:

2z_{max(шлиф)} ^пр. = d_max1 - d_max= 70.264-70.023 = 0.241 мм = 241 мкм;

2z_{max(чист)} ^пр.= d_max(2) - d_max(1) = 70.683-70.264 = 0.419 мм = 419 мкм;

2z_{max(черн)}^пр. = d_max(3) - d_max(2) =74.973-70.683 = 4.29 мм = 4290 мкм;

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку вала Ш70K6.

Технологические переходы обработки поверхности Ш70К6	Элементы припуска, мкм	Расчетные припуски 2zmin, мкм	Расчетный припуски dp, мкм	Допуски ??, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	T	с					dmin	dmaх	2zпрmin	2zпрmaх
Заготовка	150	250	1205			73,773	1200	73,773	74,974
Точение черновое	50	50	72,3		3210	70,563	120	70,563	70,683	3210	4290
Точение чистовое	30	30	48,2		344,6	70,218	46	70,218	70,264	344,6	419
Шлифование	10	20			216	70,002	21	70,002	70,023	216,4	241

Расчет припусков на наружную цилиндрическую поверхность диаметром Ш55 k6 .

Заготовка 2,5-25кг	Rz = 150мкм; Т = 250мкм;
Черновая обработка	Rz = ±50 мкм; Т = ±50мкм;
Чистовая обработка	Rz = ±30 мкм; Т = ±30мкм;
Черновая обработка	Rz = ±10 мкм; Т = ±20мкм;

Расчет величины припусков на обработку (минимальная) определяется по формуле:

2z_min = 2*(Rz_i-1 + T_i-1 + с_i-1);

Для заготовки определяем пространственное отклонение:

с_заг. = v(с_смещ.² +с_центр.²+ с_кор.²);

с_смещ. - погрешность заготовок по смещению;

с_центр. - _{по центровке;}

с_кор. - _{коробации;}

Определяем пространственное отклонение:

с_заг. = v(с_смещ.² +с_центр.²+ с_кор.²)= v(1,2² + 0,04²+0,1²) = 1,2мм=1200 мкм;

с_смещ. -1,2мм;

с_кор. =0,7*l=102,9мм = 0,0007*147 = 0,1029 мкм; l=L/2 = 294/2 = 147мм

с_ц. =40мкм = 0,04 мм;

для остальных видов обработки находим следующим образом

с_{черновое} = 0.06 * с_заг = 0.06 * 1205 = 72,3 мкм;

с_{чистовое} = 0.05 * с_заг = 0.05 * 1205 = 48,2 мкм;

с_{шлифование} = 0.04 * с_заг = 0.04 * 1205 = 48,2 мкм;

Определяем припуск 2z_min под черновое точение:

2z_min = 2*(150+250+ 1205) = 3210 мкм;

Определяем припуск 2z_min под чистовое точение:

2z_min = 2*(50+50+ 72,3) = 344,6 мкм;

Определяем припуск 2z_min для шлифовальной обработки:

2z_min = 2*(20+25+48,2) = 216,4 мкм;

Минимальный размер диметра вала 55 k6 (d_min).

d_р = 55.002 мм; - шлифовальная операция.

d_р1 = d_р + 2z_min(3)= 55.002+0.216 = 55.218 мм;

d_р2 = d_р1 + 2z_min(2)= 55.218+0.345 = 55.563 мм;

d_р3 = d_р2 + 2z_min(1)= 55.563+3.210 = 58.773 мм;

Определяем минимальный диаметр поверхности:

Допуски Td для Ш55K6

Максимальный размер диметра вала 55 k6 (d_min).

d_pmax = 55+0,021= 55,021 мм;

d_mах = d_p(min) + Td = 55.002+0.046 = 55.023 мм;

d_mах(1) = d_p(1) + Td = 55.218+0.046 = 55.264 мм;

d_mах(2) = d_p(2) + Td = 55.563+0.12 = 55.683 мм;

d_mах(3) = d_p(3) + Td = 58.773+1.2 = 59.973 мм;

Определяем предельные значения 2z_max припусков поверхности:

2z_{max(шлиф)} ^пр. = d_max1 - d_max= 55.264-55.023 = 0.241 мм = 241 мкм;

2z_{max(чист)} ^пр.= d_max(2) - d_max(1) = 55.683-55.264 = 0.419 мм = 419 мкм;

2z_{max(черн)}^пр. = d_max(3) - d_max(2) =59.973-55.683 = 4.29 мм = 4290 мкм;

Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ш55K6.

Технологические переходы обработки поверхности Ш55К6	Элементы припуска, мкм	Расчетные припуски 2zmin, мкм	Расчетный припуски dp, мкм	Допуски ??, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	T	с					dmin	dmaх	2zпрmin	2zпрmaх
Заготовка	150	250	1205			58,773	1200	58,773	59,974
Точение черновое	50	50	72,3		3210	55,563	120	55,563	55,683	3210	4290
Точение чистовое	30	30	48,2		344,6	55,218	46	55,218	55,264	344,6	419
Шлифование	10	20			216	55,002	21	55,002	55,023	216,4	241

1.8 Расчет режимов резания

Рассчитываем режим резания на 2 обрабатываемые поверхности используя Справочник технолога с стр. 261.

1-Припуск. Диаметр поверхности 70 k6 Черновое точение.

Выбираем глубину резания с расчета припусков.

t = 0,4 мм;

S = 0,42 мм/об;

1. Рассчитываем скорость резание V по формуле:

;

Формула поправочного коэффициента

= K_MV*K_ПV*K_ИV;

K_MV - коэффц., учитывающий качество обрабатываемого материала.

K_ПV - коэффц., отражающий состояние поверхности заготовки.

K_ИV - коэффц., учитывающий качество материала инструмента.

Все остальные поправочные коэффициенты подбираем по таблицам Спр.Тех.

C_v = 350; x = 0.15; y = 0.35; m = 0.2;

T = 30 - 60 мин = 60 мин (Среднее значение стойкости резца);

K_mv = 1,32; K_ПV = 1; K_ИV = 1;

K_v = 1; K_Tu = 1; K_? = 0.9

Определяем частоту вращения:

n = =

Определяем силу резание:

= 10 ; (Н)

Подбираем все коэффициенты по таблицам Спр.Тех.

= 200, x = 1, y = 0.75, n = 0

= ;

= 1;

= 0.98;

= 1;

= 1;

; = 0,93;

= 1 0.98 110,93 = 0,91;

= 102000,4¹0.42^0.75 282,9⁰ 0.91 = 379,8 H;

Определяем мощность резание:

N = = = 1,76 кВт;

2-Припуск. Диаметр поверхности 55 k6 Черновое точение.

Выбираем глубину резания с расчета припусков.

t = 2 мм;

S = 0,6 - 1,2 = 0,8 мм/об;

Размер державки резца: 16х25 - 25х40;

1. Рассчитываем скорость резания V по формуле:

;

Формула поправочного коэффициента = K_MV*K_ПV*K_ИV;

K_MV - коэффц., учитывающий качество обрабатываемого материала.

K_ПV - коэффц., отражающий состояние поверхности заготовки.

K_ИV - коэффц., учитывающий качество материала инструмента.

Все остальные поправочные коэффициенты подбираем по таблицам Спр.Тех.(стр269).

C_v = 340; x = 0.15; y = 0.45; m = 0.2;

T = 30 - 60 мин = 60 мин (Среднее значение стойкости резца);

K_mv = 1,32; K_ПV = 1; K_ИV = 1;

K_v = 1; K_Tu = 1; K_? = 0.7

Определяем частоту вращения:

n = =

Определяем силу резание:

= 10 ; (Н)

Подбираем все коэффициенты по таблицам Спр.Тех.

= 200, x = 1, y = 0.75, n = 0

= ;

= 0.85;

= 1.08;

= 1;

= 1;

; = 0,93;

= 1.08 0.93 110,93 = 0.85;

= 102002¹0.8^0.75 134.4⁰ 0.85 = 2876 H;

Определяем мощность резание:

N = = = 6.3 кВт;



2. Конструкторская часть

2.1 Принцип работы приспособления

Токарный центр вращающийся применяется для фиксации заготовок имеющих тела вращения на задней бабке металлообрабатывающего станка. Конструкция данного типа оснастки позволяет производить обработку на высоких скоростях при минимальном биении. Вращающиеся центры могут быть использованы на токарных и шлифовальных станках с ручным, полуавтоматическим и числовым программным управлением.

Конструкция вращающихся центров

На рисунке выше изображена конструкция центра предназначенного для фиксации в конический паз пиноли задней бабки токарного станка. Рабочая часть или центр (1) вращается благодаря шариковым подшипникам (2) и (4), в других вариантах конструкции применяются игольчатые подшипники. Возникающее в процессе работы осевое давление компенсирует упорный шариковый подшипник (5). Крепление в пиноли обеспечивает конический хвостовик (3). Для точного определения осевых усилий некоторые конструкции имеют встроенный прибор.

Более надежную фиксацию заготовок, особенно при работе с тяжелыми деталями на больших скоростях, обеспечивают встроенные в пиноль центры. Данное конструктивное исполнение, приведенное на рисунке ниже, даёт более высокую жесткость фиксации, оптимально при подготовке стружек большого сечения.

В передней части пиноли (1) имеется специально расточенное отверстие. В нем установлены подшипники для втулки (4) - упорный (3) расположенный в передней части для восприятия осевой нагрузки и радиальный (2). Во втулке выточено коническое отверстие под центр (5). Данную конструкцию можно использовать для крепления сверла или любого другого осевого инструмента, для чего втулка соединяется стопором с пинолью.

Сфера применения и особенности

Центры вращающиеся применяются в токарных станках для обточки деталей при скорости вращения более 75 м/мин. При этой скорости начинается процесс повышенного износа конуса центра и центрового отверстия обрабатываемой заготовки. Частичным путем решения проблемы является применение смазки и твердосплавных напаек, но оптимальным вариант - применение вращающегося центра.

Основные преимущества оснастки:

· Универсальность. При использовании центров со сменной насадкой можно обрабатывать детали с различными конусными осевыми отверстиями.

· Высокие характеристики воспринимаемой нагрузки, значительно превышающие показатели упорных фиксаторов.

· Длительная эксплуатация благодаря уменьшенному износу.

· Возможность работы при высоких показателях нагрузки.

Основным недостатком является наличие радиального биения. Данная проблема решается применение оснастки с допустимым показателем биения, либо финишной обработкой на малых скоростях с использованием неподвижного центра.

Виды вращающихся центров

В зависимости от формы фиксирующей части выпускается два типа вращающихся центров:

· с рабочим конусом для крепления заготовок с центровыми отверстиями;

· с грибообразной насадкой для заготовок с внутренним отверстием - труб, полых валов и т. д.

По конструкции оснастка подразделяется на:

· Центр с постоянным валиком (тип А)

· Центр со сменной насадкой (тип Б)

Конус центрового валика проточен под 60° (исполнение 1) или может иметь дополнительную выточку под конус 30° (исп. 2).

Условное обозначение оснастки: Центр А-1-4-НП ГОСТ 8742-75

Тип А, исполнение 1 с конусом Морзе 4 повышенной точности и нормальной серии.

Таблица основных параметров оснастки

Центры вращающиеся станочные ГОСТ 8742-75 Тип А -- с постоянным центровым валиком Тип Б -- с насадкой на центровой валик
Центр вращающийся тип-исполнение-конус морзе-серия	d	D	L 1 рядL 2 ряд	L 1 рядL 2 ряд	D1	l1
Центр вращающийся А-1-2-Н	Центр вращающийся А-2-2-Н	Центр вращающийся Б-2-Н	22	56	160	90	56	24
Центр вращающийся А-1-3-Н	Центр вращающийся А-2-3-Н	Центр вращающийся Б-3-Н	25	63	180	185	94	99	63	26
Центр вращающийся А-1-4-Н	Центр вращающийся А-2-4-Н	Центр вращающийся Б-4-Н	28	71	210	225	101	116	71	30
Центр вращающийся А-1-5-Н	Центр вращающийся А-2-5-Н	Центр вращающийся Б-5-Н	32	80	240	260	104	124	80	34
Центр вращающийся А-1-4-У	Центр вращающийся А-2-4-У	Центр вращающийся Б-4-У	36	75	220	235	111	126	75	36
Центр вращающийся А-1-5-У	Центр вращающийся А-2-5-У	Центр вращающийся Б-5-У	40	90	250	275	114	139	90	45
Центр вращающийся А-1-6-У	Центр вращающийся А-2-6-У	Центр вращающийся Б-6-У	56	125	340	360	150	170	125	56

Особенности эксплуатации

Приведём основные правила эксплуатации вращающихся центров, необходимые для точной обработки деталей:

· При выборе класса точности оснастки необходимо оставить запас на покрытие погрешностей биения вследствие прочих причин - износ подшипников, малая жесткость и т. д.

· Важную роль играет правильная установка детали. Ось конуса должна с высокой точностью совпадать с осью вращения заготовки.

· Для проверки точности установки можно подложить под вращающийся центр белый лист бумаги и оценить соосность. Более точный контроль производится с помощью индикаторов.

· При наличии биения конус шлифуется по месту с проверкой по шаблону. Обработка осуществляется электроинструментом, расположенным в резцедержателе.

· Биение вращающихся центров приводит к биению полученной детали относительно оси. При установке этой детали на другой станок, имеющий другой показатель биения, может иметь место отклонение от соосности. Для устранения отклонений производится обработка с применением неподвижного центра.



Заключение

В настоящем курсовом проекте мы кратко рассмотрели весь процесс изготовления детали ”Вал”, а также, процессе разработки технологического процесса детали мы затронули ряд вопросов. Рассмотрели насколько выгодно брать тот или иной метод получения заготовки для данного масштаба производства, столкнулись с расчётом припусков на механическую обработку; рассмотрели технико-экономическое обоснование выбора технологического процесса, которое зависит от рационального выбора заготовки и оборудования. Столкнулись с вопросом, как правильно выбирать базы на операциях технологического процесса. Прошли через этапы расчёта и выбора режимов резания и технического нормирования. Определили потребное количество оборудования на операциях и рассмотрели насколько эффективно его использование.



Список использованной литературы:

1. Г.В. Филиппов. Режущий инструмент, 1982.

2. А.Ф. Горбацевич. Курсовое проектирование по технологии машиностроения, Издание 3-е, МИНСК 1975.

3. Болотин Х.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение. 1973. 344с.

4. А.Г. Косиловой. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2, 1985.

5. В.Д. Мягков. Справочник Допуски и Посадки. 6-е Издание, Часть - I, 1982.

6. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. Справочник - М.: Машиностроение,1971.

Размещено на Allbest.ru