Разработка упаковочного шнекового полуавтомата для производства шлакообразующих смесей

- расположение редуктора в пространстве -- червячный вал под колесом;

- крепление редуктора к раме конвейера -- на лапах;

- входной вал -- односторонний цилиндрический и выходной вал.

Рисунок 2.5 Габаритные и присоединительные размеры редуктора



Рисунок 2.6 Размеры цилиндрических концов валов

2.4.7 Расчет и проектирование цепной передачи

Исходные данные:

- передаточное число U3=2,58;

- вращающий момент на ведущей звездочке Т3=475,3 Нм;

- угловая скорость щ3=9,45 рад/с;

- скорость ленты V = 0,65 м/с;

- мощность на ведущей звездочке Р2=4,49 кВт.

Вычисляем число зубьев на ведущей и ведомой звездочке:

z3=29-2U3; (2.63)

z3=29-2х2,58=23,84

Из технических требований на звездочки [29. стр. 424] - число зубьев звездочек выбираем из следующего ряда: 9, 10, II, 12, (13), 14, (15), 16, (17), 18, (19), 20, (22), 25, (28), 32, (36), 40, (45), 50, (56), 63, (71), 80.

При выборе числа зубьев отдаем предпочтение числам без скобок.

Принимаем z3=25.

z4= z3хU3; (2.64)

z4=25х2,58=64,5

Принимаем z4=65.

Определяем фактическое передаточное число и отклонение от заданного:

(2.65)

Определяем число звеньев цепи:

(2.66)

где ар=30 - межосевое расстояние в шагах

Принимаем

Уточняем межосевое расстояние ар в шагах:

(2.67)

Рассчитываем коэффициент эксплуатации [29, c. 277]:

Кэ=КД х КН х КР х КСМ х КП; (2.68)

где КД =1,5 - динамический коэффициент при спокойной нагрузке;

КН =1,15 - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров (угол 0-40є);

КР =1,25 - при периодическом регулировании натяжения цепи;

КСМ =1,5 - при периодической смазке;

КП=1,25 - коэффициент, учитывающий продолжительность работы в сутки, при двухсменной работе.

Кэ=1,5х1,15х1,25х1,5х1,25=4,04.

Определяем шаг цепи:

мм, (2.69)

где [pн]=26МПа - допускаемое давление в шарнирах цепи (при скорости тягового органа 0,65м/сек.);

й=1 - число рядов цепи типа ПР.

мм.

Принимаем из стандартного ряда р=44,45 мм и выбираем цепь ПР-44.45-17240 ГОСТ 13568-75 [29, таблица 3.1], параметры цепи заносим в таблицу 2.6

Рисунок 2.7 Цепь приводная роликовая однорядная нормальной серии ПР

Таблица 2.6 Параметры приводной роликовой однорядной цепи

Параметр	Обозначение	Значение
Шаг, мм	t	44.45
Расстояние между пластинами внутреннего звена, мм	Ввн	25,4
Диаметр валика, мм	d	12,7
Длина валика , мм	b	62
Диаметр ролика, мм	d1	25,4
Ширина пластины, мм	h	42.4
Разрушающая нагрузка, кН	Q	17.240
Масса одного метра цепи, кг/м	q	7.5
Проекция опорной поверхности шарнира,мм2	F	473

Определяем фактическое межосевое расстояние а:

(2.70)

мм

Определяем длину цепи:

(2.71)

мм

Определяем делительный диаметр ведущей и ведомой звездочек:

; мм (2.72)

мм

; мм

Определяем диаметр окружности выступов ведущей и ведомой звездочек:

(2.73)

где К=0,7 - коэффициент высоты зуба;

- коэффициент числа зубьев.



(2.74)

Определяем диаметр окружности впадин ведущей и ведомой звездочек:

(2.75)

(2.76)

Проверяем частоту вращения ведущей звездочки

Условие выполнено.

Проверяем число ударов цепи о звездочку:

Условие выполнено

Определяем фактическую скорость цепи, м/с:



Определяем окружную силу передаваемую цепью, Н:

Проверяем давление в шарнирах:

условие выполнено.

Определяем предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви:

, (2.77)

где Кf - коэффициент провисания;

q - масса 1 м/п цепи, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

.

Определяем натяжение цепи от центробежных сил:

; (2.78)

.

Определяем силу давления цепи на вал:

 , (2.79)

.

Проверяем прочность цепи:

(2.80)

где [s] = 8,1 - нормативный коэффициент запаса прочности, при выборе зависящий от шага цепи и частоты вращения ведущей звездочки [21,таблица 5.9];

условие выполнено.

Согласуем с выходным валом редуктора и принимаем 140мм.

Длина ступицы ведомой звездочкой:

мм

Согласуем с выходным концом вала и принимаем 90мм.

2.4.8 Проектный расчет вала. Эскизная компоновка вала

Выбор материала валов. Для изготовления тихоходного вала применяем сталь 40Х с последующей термообработкой и шлифованием:

сталь 40Х, улучшение + ТВЧ, твердость заготовки 45…50HRC,

, , .

Определяем геометрические параметры ступеней вала.

Данный расчет выполняется как проектный с целью определения предварительного диаметра валов, при этом учитывается только крутящий момент, значение которого находится по результатам энергокинематического расчета. Влияние изгиба вала компенсируется понижением допускаемых напряжений при кручении.

Необходимо определить параметры приводного вала барабана. На данном валу необходимо предусмотреть посадочные участки под установку подшипников качения, барабана и посадочный участок под звездочку цепной передачи.

Вал состоит из следующих посадочных участков: шейка (d1) - для установки звездочки; диаметр упорного буртика (d2); шейка под установку подшипника левой опоры качения (d3); диаметр упорного буртика (d4); посадочный диаметр под левую опору барабана (d5); вспомогательную ступень между опорами барабана (d6); правую опору барабана (d7); упорный бурт правой подшипникой опоры (d8); шейка под установку подшипника правой опоры качения (d9); Эскиз предварительной конструкции вала смотри рисунок 2.8

Расчет проводим по условию прочности на кручение, согласно следующей формуле:

, мм (2.81)

где - момент на валу, Т = 1117,6 Нм,

МПа - допускаемые напряжения при кручении.

мм

Выходной конец приводного вала назначаем цилиндрическим d1 х l1 = 60х90мм. Посадочный диаметр под подшипниками качения назначаем d3 =65мм.

Диаметр упорного буртика подшипников определяем по формуле:

d4 = d9 =d3 + 2Чr, мм (2.82)

где r - радиус скругления на внутреннем кольце подшипника, [30. таблица К27]

d4 = 65+2Ч4=73 (принимаем 75мм)

Посадочные диаметры опор барабана - принимаем цилиндрическим с уступом между ними:

d5 = d7 =d4 + 2Чt, мм (2.83)

где t - переход между ступенями для облегчения сборки.

d5 = d7 =75+2Ч1,0=77 (принимаем 80 мм)

Длины ступеней получаем конструктивно.

На валу устанавливаются две шпонки: одна под ведомую звездочку цепной передачи вторая под левой ступицей барабана. Размеры шпонок подбираем согласно посадочных диаметров вала.

Эскизная компоновка вала. Вычерчиваем элементы ступеней вала по размерам принятым ранее, для определения расстояния между опорами вала и точками приложения давления со стороны открытой цепной передачи и опоры барабана.

Для предотвращения задевания элементов барабана за внутренние стенки подшипниковых опор, контур образующей барабана проводим с зазором Х=35 мм.

Эскиз вала представлен на рисунке 2.8



Рисунок 2.8 Эскиз вала

Расчет вала на прочность в опасном сечении.

Определить коэффициент запаса прочности вала в опасном сечении и сравнить его с допускаемым.

Расчетная силовая схема представлена на рисунке 2.9

Силовой схемой определяем направление всех сил действующих на вал со стороны консольных сил открытой ременной и цепной передачи, реакций в подшипниках, а также вращающих моментов и угловых скоростей валов.

Рисунок 2.9 Расчетная схема вала

Исходные данные:

- передаваемый момент;

- диаметр барабана;

- диаметр проверяемого вала;

- долговечность (время работы под нагрузкой);

Способ установки барабана на вал - шпоночный паз;

Номер используемого подшипника:

№ 213 (dхDхB)=(65х120х23); Сr=34кН, Сгр=56кН;

Способ установки подшипника - враспор;

Материал изготовления вала - ст. 40;

Расстояния между точками приложения сил: а=95мм; b=175мм; с=475мм;

Вид нагрузки - умеренные толчки и вибрация.

Определяем усилия со стороны открытых передач.

Валы испытывают два вида деформации - изгиб и кручение. Деформация кручения на валах возникает под действием вращающих моментов, приложенных со стороны открытых передач. Деформация изгиба валов вызывается силами в зацеплении открытой цепной передачи и консольными силами со стороны открытой ременной передачи.

Со стороны цепной передачи:

Н.

Со стороны ременной передачи:

, Н (2.84)

где - натяжение ремня, Н;

- угол обхвата ремнем ведущего шкива.

 , Н (2.85)

где А=4,5*103 мм2 - площадь поперечного сечения ремня;

- предварительное натяжение [29.страница 80.таблица 5.1].

Определение опасного сечения.

Строим силовую схему нагружения вала.

Схема сил и эпюры моментов представлены на рисунке 2.10

Определяем реакции, в опорах используя правило моментов

Горизонтальная плоскость:

Проверка:



0=0 ( верно)

Строим эпюры изгибающих моментов характерных сечениях вала.

Горизонтальная плоскость:

Сечение 1-1 (слева на право)

Сечение 2-2 (слева на право)

Сечение 3-3 (справа на лево)

Определяем приведенный момент в опасном сечении по 3 теории прочности:

, (2.86)

где - суммарный изгибающий момент в опасном сечении вала, ;

- крутящий момент в опасном сечении вала, ;

- коэффициент (при реверсивной нагрузке =1).

;

.

Устанавливаем опасные сечения.

а) Посадочный диаметр вала под подшипником опоры А.

б) Сечение под барабаном имеющее посадочный диаметр и ослабленное наличием шпоночного паза

Принимаем предел прочности материала вала по [30. таблица 1.2 и 1.3]. В зависимости от марки стали ст. 40 принимаем ; ;

Проверка опасных сечений.

Расчет выполняется как проверочный, с целью определения коэффициента запаса усталостной прочности в опасных сечениях вала.

Расчет выполняется в паре с ориентировочным. Цель расчета - определить коэффициенты прочности в опасном сечении вала и сравнить их с допустимым.

Признаком опасных сечений является:

- пиковое значение нагрузок _ моментов;

- наличие источников концентраций напряжений (шпоночных пазов).

Исходные данные:

конструкция и размеры вала (с эскизной компоновки);

материал вала - сталь 40;

величина крутящего момента ;

величина и направление сил, действующих на вал (из расчетной схемы вала).

Расчет вала на выносливость и заключение о работоспособности вала.

а) Определяем нормальное напряжение в опасном сечении:

(2.87)

где осевой момент сопротивления сечения вала, мм3.

Для шпоночного паза b*h=22*14мм 44962 мм3

б) Определяем касательное напряжение в опасном сечении:

(2.88)

где полярный момент сопротивления сечения вала, мм3.

Для шпоночного паза b*h=22*14мм 89100 мм3

.

в) Определяем коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

(2.89)

(2.90)

где: эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

коэффициент влияния абсолютного размера поперечного сечения;

отношение и для посадки с натягом, принимаем по [30. таблица 11.2 страница 272] .

=2,53; =2,26

где коэффициент влияния шероховатости, принимаем по [30. таблица 11.4 страница 272]

коэффициент влияния поверхностного упрочнения по [30. таблица 11.4 страница 272]

г) Определяем пределы выносливости в опасном сечении вала, Н/мм2:

(2.91)

где: ; - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, принимаем по [29. табл. 3.2. стр. 53], тогда:

(2.92)

;

.

д) Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

, (2.93)

. (2.94)

 ;

.

е) Определяем общий коэффициенты запаса прочности в опасном сечении:

(2.95)

где:

29,4 > 1,5, следовательно, проверочный расчет вала на выносливость в опасном сечении вала в отношении прочности прошел.



Рисунок 2.10 Схема сил и эпюры моментов

2.4.9 Подбор подшипников и корпусов для них

Подбор и проверка подшипников. Цель работы:

1. Определить эквивалентную динамическую нагрузку подшипников

2. Проверить подшипники по динамической грузоподъемности.

3. Определить расчетную долговечность подшипников.

Исходными данными являются результаты, полученные в главе 6 ПЗ.

- передаваемый момент;

- долговечность (время работы под нагрузкой);

Номер используемого подшипника - радиальный шариковый однорядный №213 ГОСТ 8338-75 (65х120х23мм);

Способ установки подшипника - враспор;

Материал изготовления вала - Ст. 40;

Вид нагрузки - вибрация и толчки

Пригодность подшипников определяем сопоставлением расчетной динамической грузоподъёмности с базовой.

Определяем исходные данные для расчета [6. таблица 9.1 страница 142]:

Коэффициент вращения при вращении внутреннего кольца подшипника ;

Температурный коэффициент [30. таблица 9.5 страница 147]: ;

Коэффициент безопасности [30. таблица 9.4 страница 145]: ;

Статистическая грузоподъемность по справочным материалам для подшипника 213 составляет 34 кН;

Базовая динамическая грузоподъемность по справочным материалам для подшипника 213 составляет 56 кН;

Осевая сила в зацеплении ;

Осевая нагрузка на подшипник

Радиальная нагрузка подшипника, равная суммарной реакции подшипниковой опоры

(2.96)



Коэффициент радиальной нагрузки X=0.56 [30. таблица 9.1 страница 141];

Определяем отношение:

Определяем методом интерполирования коэффициенты Y=0,32, e=0,02

Определяем отношение

Определяем эквивалентную нагрузку:

(2.97)

.

Определяем динамическую грузоподъемность:

(2.98)

где m=3 для шариковых подшипников;

- угловая скорость вала.

(условие выполнено).

Определяем базовую долговечность

, (2.99)

 (условие выполнено).

Выбор корпусов. Вал вращается на двух шариковых опорах, в качестве которых используются шариковые радиальные подшипники качения. Подшипники устанавливаются в расточки корпуса, который устанавливается в расточку литой чугунной станины автомата и крепится болтами к задней стенке. От осевого перемещения корпус закрепляется болтами. Так как приводной вал вращается на шариковых радиальных подшипниках с уплотнительными шайбами, то нет необходимости использовать стандартные крышки с уплотнениями. Такая конструкция значительно упрощает сборку и обслуживание.

Назначаем корпус типа ЩБ для подшипников качения диаметром от 90 до 150 мм по ГОСТ 13218.5-80.

Обозначение: Корпус ШБ 120 ГОСТ 13218.5-80.

Назначаем крышки торцовые с отверстием для манжетного уплотнения: Крышка 12-120*75 ГОСТ 18512-73.

Назначаем крышки торцовую низкую глухую: Крышка ГН 120 ГОСТ 13219.2-81.

2.4.10 Подбор муфты

В приводе используется только одна муфта, которая соединяет вал электродвигателя и быстроходный вал червячного редуктора.

Упругие втулочно-пальцевые муфты (МУВП), благодаря легкости изготовления и замены резиновых элементов, получили наибольшее распространение. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки. Подбор муфты необходимо осуществлять в зависимости от передаваемого крутящего момента и по предельной частоте, которую допускает муфта.

Назначаем [29. Таблица К21; К22] муфту упругую втулочно-пальцевую типа: МУВП 250-32-I.40-I-.У3 ГОСТ 21424-93. Характеристика муфты (рисунок 10.1):

номинальный крутящий момент , Нм 250,0;

допускаемая частота вращения, об/мин не более: 400;

смещение валов, не более :

радиальное, мм 0,5;

угловое, 0 1.

Рисунок 2.11 Муфта упругая втулочно-пальцевая ГОСТ 21425-93

Габаритные и присоединительные размеры:

d=32мм; d1=40мм; D=140мм; lцил=58мм (82мм); с=3мм; dСТ=1,6d=1,6*40=64мм; L=169мм; d0=28мм; D0=D-1,5d0=140-1,5*28=98мм; b=25мм; B=35мм.

Для проверки МУВП нужно сделать проверку пальцев:

а) На изгиб:

уи = (10?Т?lп)/D0?Z?d 3п ? [у]и (2.100)

где Т - момент на валу; Т=35,3 кН?мм;

lп - длина пальца; lп=63 мм;

D0 - диаметр центров отверстий под пальцы; D0=98мм;

Z - число пальцев; Z=6;

d п - диаметр пальца; d п=14 мм;

[у]и - допускаемое напряжение изгиба; [у]и = 80 …90 МПа.

уи = (10?35,3?103?63)/(98?6?143) =13,7 МПа

уи ? [у]и - следовательно условие прочности выполняется.

б) На смятие краёв резиновой втулки:

усм = 2?Т/(D0?Z?dп?lв) ? [у]см (2.101)

где lв - длина резиновой втулки; lв=28 мм

[у]см - допускаемое напряжение смятия; [у]см = 2 МПа

усм = 2?35,3?103/(98?6?14?28) = 0,3 МПа

усм<[у]см, следовательно, условие прочности выполняется

2.4.11 Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

На валу устанавливаются две шпонки: одна под ведомую звездочку цепной передачи (d1=48мм, l=60мм), вторая под левой ступицей барабана (d5=66мм, l=71мм). Размеры шпонок подбираем согласно посадочных диаметров на валу.

Длину шпонок выбираем из стандартного ряда по , так чтобы ее длина была меньше длины ступицы на 5-10 мм: LШП1=LСТ1-10=90-10=80мм; LШП2=LСТ2-10=70-10=60мм. Размеры шпонок принимаем по [6. таблица К42], в зависимости от диаметров валов: Первая шпонка () 18*11*80 ГОСТ 23360-78, фаска 0,6мм; глубина паза вала t1=5,5мм; глубина паза ступицы t2=3,8мм.

Вторая шпонка () 22*14*63 ГОСТ 23360-78, фаска 0,6мм; глубина паза вала t1=9мм; глубина паза ступицы t2=5.4мм.

Проверяем шпоночное соединение на прочность по напряжениям смятия на боковой поверхности шпонки по условию

, МПа (2.102)

где - напряжение смятия, МПа;

FОП - реакция от открытой передачи, Н?мм;

Т - вращающий момент на валу, Нм (Т=1117,6);

Асм - площадь смятия, мм2 (Асм = 0,94h - t1)lр;

h - высота шпонки, мм (h1=11мм; h2=14мм;);

t1 - глубина паза вала, мм (t1.1=4,4мм; t1.2=5.4мм);

lр - рабочая длина шпонки, мм

(lр1= LШП1-b1=90-18=72мм; lр2= LШП2-b2=63-22=41мм);

- допустимое напряжение смятия, МПа (=100…120 МПа).

<100…120 МПа, условие выполнено.

2.5 Расчет червячной фрезы

2.5.1 Способы зубообработки

Зубья колёс нарезают двумя основными способами:

- метод копирования;

- метод огибания.

Метод копирования осуществляется на горизонтально-фрезерных станках с помощью дисковых или пальчиковых фрез, режущие кромки которых имеют профиль, соответствующий профилю впадин зуба. При изготовлении открытых венцов с прямыми зубьями иногда используются протяжки.

Метод огибания является основным методом образования зубьев. С использованием метода огибания производится образование зубьев следующими способами: горячим и холодным накатыванием; фрезерованием червячными фрезами; долбление зубьев долбяками; строгание зубьев гребёнками. Метод огибания при нарезании эвольвентных профилей зубьев имеет существенные преимущества перед методом копирования, т.к. позволяет одним и тем же инструментом нарезать зубчатые колёса практически с любым числом зубьев, включая и рейки. При этом один и тот же инструмент (за исключением долбяков) может быть использован для нарезания как прямых, так и косых зубьев.

Зубофрезерование червячными фрезами является основным процессом предварительной и чистовой обработки зубьев. Обработкой червячными фрезами можно изготовить зубчатые колёса 5-6 степеней точности. Для нарезания зубчатых колёс используют червячные фрезы при модуле до 5,5 мм -цельные, при модуле от 6 мм до 15 мм цельные и со вставными ножами, а при модуле от 16 мм - со вставными ножами.

Червячные фрезы чистовые однозаходные применяют для чистовой обработки прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем. Фреза, представленная в данной работе и предназначенная для чистовой обработки зубчатых колес, класса А по ГОСТ 9324-60. Червячная фреза является многолезвийным инструментом с конструктивно обкаточным движением.

В основу червячной фрезы положен эвольвентный червяк.

2.5.2 Обоснование выбора червячной фрезы

Выбор червячной фрезы инструментом изготовления зубчатой втулки неслучаен т.к. способ изготовления является решающим при выборе профиля нарезки зуба. Потому что, при одинаковом качестве изготовления профиль зуба может отличаться.

Базовыми поверхностями при нарезании зубьев являются поверхность центрального отверстия и торцы зубчатого венца. Производительность возрастает при нарезании зубьев в пакете из двух колес и более.

Базовыми поверхностями при нарезании зубьев являются поверхность центрального отверстия и торцы зубчатого венца. Производительность возрастает при нарезании зубьев в пакете из двух колес и более.

2.5.3 Выбор конструктивных параметров фрезы

Для изготовления зубчатого колеса 8й степени точности выбираем червячную фрезу по ГОСТ 9324-80 II типа, класса точности А, фреза цельная, общего назначения. По виду обработки - чистовая. Изготавливать фрезу будем на базе архимедова исходного червяка.

В осевом сечении такой червяк имеет трапециидальный профиль и представляет собой обычный винт. В торцевом сечении имеет профиль архимедовой спирали.

Для повышения точности обрабатываемых деталей угол профиля нарезки чистовых фрез корректируется.

2.5.4 Расчёт червячной фрезы

Исходные данные зубчатого колеса: нормальный модуль - mn=8 диаметр окружности выступов - da=216 мм, диаметр окружности впадин - df=184 мм, делительный диаметр - dw =200 мм, ширина колеса - bw =110 мм, число зубьев - z =25.

Выбираем основные габаритные размеры фрезы: при mn=8 - диаметр фрезы dao=140 мм, диаметр отверстия dOTB.=50 мм, число зубьев фрезы zo=9, длина фрезы L=180 мм. [5]

2.5.5 Расчет размеров исходной инструментальной рейки

Шаг зубьев рассчитывается по формуле:

P0=ПЧmn, (2.103)

где P0 - шаг зубьев, мм;

mn - нормальный модуль, мм.

P0=3,1416Ч8=25,136 мм.

Угол профиля фрезы б0 равен углу профиля зубьев рейки:

б0=б=20°

Высота головки зуба рассчитывается по формуле:

ha0=(ha*+c*)Чmn, (2.104)

где ha* - коэффициент высоты головки зуба;

c* - коэффициент радиального зазора.

(ha*+c*)=1,25

ha0=1,25Ч8=10 мм

Высота шейки зуба находится из равенства:

 hf0=ha0,

отсюда hf0=10 мм.

Высота зуба рассчитывается по формуле:

h0=ha0+hf0, , (2.105)

h0=10+10=20 мм.

Радиус закругления головки зуба рассчитывается по формуле:

ra0=0,25Чmn, , (2.106)

ra0=0,25Ч8=2 мм.

Радиус закругления ножки зуба рассчитывается по формуле: rf0=0,3Чmn,

rf0=0,3Ч8=2,4 мм.

Толщина зуба рассчитывается по формуле:

(2.107)

мм.

2.5.6 Расчет геометрических параметров режущей части фрезы

Расчет геометрических параметров режущей части.

Для чистовых фрез передний угол гa=0°, а задний угол бa=11°.

Падение затылка для шлифованного участка рассчитывается по формуле:

 ,мм (2.108)

где Zo - число стружечных канавок.

, мм.

Принимаю Кш=9 мм.

Падение затылка для шлифованного участка:

Кнш=1,8ЧКш,

Кнш=1,8Ч9=16,2 мм.

Принимаю Кнш=16 мм.

Глубина стружечных канавок рассчитывается по формуле:

, (2.109)

где r - радиус закругления для стружечной канавки (для фрез средних модулей r=0,5 - 2 мм).

мм.

Радиус закругления канавки: мм.

Диаметр расчетного цилиндра фрезы рассчитывается по формуле:

, (2.110)

где - у=0,1 для фрез со шлифованным профилем,

мм.

Принимаю Dсрф=118,20 мм.

Для чистовых фрез число заходов n0=1, для прямозубых колес направление нарезки фрезы правое.

Размеры канавки для облегчения шлифования [16 cтраница 7]:

Глубина hk=1-2 мм;

Радиус скругления rk=0,5…1,2 мм;

Ширина bk=0,4Чmn0=3,2 мм.

Не шлифованную часть зуба фрезы (рисунок 2.12) подвергают затылованию резцом при помощи кулачка, величина спада которого Кнш делается примерно в 1,5-1,8 [5] раза больше величины спада Кш кулачка для шлифованной части. Величина затылования Кнш должна быть отнесена к диаметру d1, несколько большему, чем диаметр фрезы D. Например, если шлифованная часть составляет половину ширины зуба, то D1=D+2a, где a=b=(Kнш-Kш)/2. Перед началом затылования резец находится в точке А и начинает обработку только в точке В, срезая при этом часть спинки зуба по кривой ВС.

В нашем случае:

А=(16-9)/2=3,5 мм;

D1=140+2Ч3,5=147 мм.



Рисунок 2.12 Зб с двойным затылованием

2.5.7 Расчет основных углов фрезы

Угол подъема нарезки фрезы на расчетном цилиндре рассчитывается по формуле:

, (2.111)

гm0=3°53'.

Угол наклона стружечных канавок принимаем равным углу подъема нарезки фрезы:

Направление винтовых стружечных канавок принимаем левое, т.к. оно должно быть направлено противоположно виткам нарезки.

Угол профиля стружечных канавок рассчитывается по формуле:

, (2.112)

.

Округляем полученное значение до ближайшего стандартного: .

2.5.8 Расчет шага винтовых стружечных канавок

Шаг винтовых стружечных канавок рассчитывается по формуле:

, (2.113)

мм.

2.5.9 Расчет размеров профиля нарезки фрезы в осевом сечении

Осевой шаг нарезки фрезы рассчитывается по формуле:

, (2.114)

мм.

Ход витков фрезы рассчитывается по формуле:

, (2.115)

 мм.

Расчетный профильный угол рассчитывается по формуле:

.

Углы профиля зубьев червячной фрезы с винтовыми канавками определяются по формуле:

Для правой стороны:

,

.

Для левой стороны

: ,

,

Размеры профиля по высоте, радиусы закругления у ножки зуба принимаются такие же, как и для исходной инструментальной рейки.

2.5.10 Расчет угла установки фрезы на станке

При нарезании зубчатых колес на станке, угол установки фрезы рассчитывается по формуле [5 c. 44]:

, (2.116)

где в - угол наклона зубьев, в=9°

.

Расчет конструктивных размеров фрезы.

Наименьшая длина нарезки фрезы рассчитывается по формуле [5 c. 272]:

,

мм.

Принятая длина нарезки L=180 мм удовлетворяет условие L > Lmin.

Выбираем размеры шпоночного паза в зависимости от принятого диаметра: Dотв=50 мм, b= мм, t=3,5+0,3 мм. [16 c. 12 таблица 1,3].

Для изготовления фрезы выбираем сталь Р6М5 по ГОСТ 1955 - 73 с термообработкой ТВЧ до твердости HRC 62…65.

2.5.11 Выбор станка для обработки зубчатого колеса

Для нарезки зубчатого колеса выбираем зубофрезерный станок модель 5А326 [23, с. 17]:

Техническая характеристика станка:

наибольший диаметр обрабатываемых зубчатых колес, мм 50;

наибольший модуль зубьев обрабатываемых колес, мм 10;

наибольшая ширина обрабатываемых колес, мм 300;

наибольший угол наклона зуба обрабатываемого колеса, градусы ± 20;

диаметр стола, мм 50;

наибольший диаметр червячной фрезы, мм 00;

количество ступеней чисел скоростей шпинделя фрезы 7,5;

наименьшее и наибольшее число оборотов шпинделя фрезы, мин 57;

наименьшая и наибольшая вертикальная подача на один оборот, мм 0,5-4;

мощность электродвигателя привода, кВт 7;

вес станка, кг 8300;

габаритные размеры, мм

длина 3195;

ширина 1605;

высота 2235.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Разработка технологического процесса изготовления червячной модульной фрезы с применением станков с ЧПУ.

Тема технологической части актуальна. Это подтверждается тем, что червячные фрезы относятся к наиболее производительным инструментам для обработки зубчатых колес. Червячные фрезы являются универсальными инструментами, их конструкция не зависит от количества зубьев нарезаемого колеса. Обработка колеса осуществляется методом обкатывания на зубофрезерных станках. Такая обработка широко применяется как в основном, так и в ремонтном производстве цеха.

Червячные фрезы с модулем m = 8 мм является дефицитным инструментом и поэтому предприятие в состоянии своими силами изготовить данную фрезу.

Техническое задание на проектирование

Разработать технологический процесс изготовления червячной модульной фрезы. Конструкторский чертеж прилагается.

Сведения для проектирования:

- m = 8 мм;

- степень точности нарезаемого зубчатого колеса - 7;

- степень точности фрезы - А;

- диаметр оправки - 50 мм;

- количество полных витков - 6;

- двойное затылование;

- стандартный профиль инструментальной рейки с модулем m=8 мм;

- инструментальный материал-быстрорежущая сталь Р6М5.

3.1 Описание конструкции и назначение червячной модульной фрезы

Деталь может быть отнесена к деталям типа насадных червяков, имеет характерный червячный профиль, рассеченный стружечными канавками, имеющими характерный профиль задней поверхности в виде архимедовой спирали.

Посадочное место имеет форму длинного отверстия Ш50H5 с двумя поясками длиной l=54 мм. Для передачи крутящего момента, в конструкции используется шпоночный паз b=12мм, h1=3,5мм.

Основными конструктивными элементами цельных фрез являются: рабочая или режущая часть и корпус с крепежной частью. Рабочая часть осуществляет съем припуска на обработку, направление потоков стружки, формирует обрабатываемую поверхность, обеспечивает требуемое качество обработки.

Червячные фрезы чистовые однозаходные применяют для чистовой обработки прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес с эвольентным профилем. Фреза, представленная в данной работе и предназначенная для чистовой обработки зубчатых колес, класса А по ГОСТ 9324-80. Червячная фреза является многолезвийным инструментом с конструктивно обкаточным движением.

3.2 Технологический контроль чертежа детали

Конструкция фрезы соответствует ГОСТ 9324-80 «Фрезы червячные, чистовые, однозаходные для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем».

Чертеж выполнен в соответствии с ГОСТ 2.316-68 «Правила нанесения на чертеж надписей, технических требований и таблиц».

Размеры, посадки и предельные отклонения размеров обозначены в соответствии с ГОСТ 2.207-68 «Нанесение размеров и предельных отклонений».

Отклонения формы и взаимного расположения поверхностей детали выполнены в соответствии с ГОСТ 2.308-68 «Указание на чертежах предельных отклонений формы и расположения поверхностей».

Обозначение шероховатости обработки нанесено в соответствии с ГОСТ 2.309-73 «Нанесение на чертежах обозначений шероховатости поверхности».

Все размеры и размерные линии выполнены в соответствии с ГОСТ 2.303-68.

Внешняя рамка, рамка поля чертежа выполнены в соответствии с ГОСТ 2.301-68.

Изображение детали выполнено в двух видах - главный вид и вид сбоку. На главном виде совмещены вид и срез, что делает наиболее полное представление о детали. Эти два вида выполнены в проекционной связи и их достаточно для чтения чертежа.

В правом верхнем углу расположена таблица параметров, в которую занесены все данные о фрезе. В технических условиях дана дополнительная информация для технологического проектирования, не содержащаяся в изображении детали. Это сведения о состоянии материала после термической обработки, неуказанные предельные отклонения, маркировка изделия.

Все элементы конструкции представлены в соответствии с действующими стандартами.

3.3 Анализ технологичности конструкции

Одним из факторов влияющих на характер технологического процесса является технологичность конструкции. Выполним оценку технологичности по элементам конструкции детали и техническим условиям на ее изготовление.

Нетехнологичные элементы конструкции:

- Дорогой и дефицитный материал;

- Деталь имеет сложную форму, предполагающую высокий расход материала: отверстие, профиль, стружечные канавки;

- Специальные методы обработки;

- Необходимость применения специальных инсрументов;

- Очень высокая степень точности изготовления;

- Необходимость последующей слесарной обработки;

- Сложность контроля профиля зуба и инструментальной рейки.

- Технологичные элементы:

- Использование уже известных решений (стандартные элементы профиля инструментальной рейки);

- Материал удовлетворительно обрабатывается лезвийным инструментом в отожженном состоянии и абразивными материалами в закаленном состоянии;

- Многие операции выполняются на типовом оборудовании (токарные, горизонтально - фрезерная, горизонтально - протяжная, круглошлифовальная, внутришлифовальная),

- Применяются универсальные приспособления.

3.4 Выбор метода изготовления и формы заготовки

Метод выполнения заготовки для изготовления деталей определяется исходя из назначения и конструкции детали, условиями её работы и представляемыми требованиями к ней. Выбрать заготовку, значит установить способ её получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Для рационального изготовления заготовки с минимальной себестоимостью необходимо учитывать все вышеперечисленные данные.

Выбор метода изготовления заготовки зависит от формы и размеров детали, ее материала и назначения, объема производства и т.д. лучшим методом является тот, при котором заготовка получается более дешевой, включая стоимость последующей механической обработки, и имеют требуемое качество. Важнейшим фактором при выборе метода изготовления заготовок является экономия металла.

Для изготовления заготовки будем рассматривать следующие способы:

1) прокат;

2) штамповка.

Метод выполнения заготовки определяется назначением и конструкцией заданной детали, материалом, техническими требованиями, а так же, что немаловажно, экономичностью изготовления.

Заготовка из проката:

Горячекатаный прокат:

Круг Ш145 ГОСТ 2590-88 / Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73

Цена за тонну 410 000 руб/т.



Рисунок 3.1 Заготовка из проката

Стоимость заготовки, полученной методом проката, с учетом потери металла на подготовительных операциях, будет равна:

, руб., (3.1)

где - масса заготовки, кг;

- стоимость 1 тонны заготовок, принятых за базу, руб.

Масса заготовки из проката:

, т, ., (3.2)

где - габариты заготовки, м;

- плотность стали, г/см3.

т (23,9 кг)

руб.

Заготовка поковка:

Поковка по ГОСТ 7505-89. Цена за единицу 432 000 руб/т.

Припуски на размеры поковки примем по справочнику [20]:

Таблица 3.1 Припуски и допуски поковки

№ п/п	Размер детали, мм	Припуск основной, мм	Припуск дополнител., мм	Допуск нижний, мм	Допуск верхний, мм	Размер заготовки, мм
1	140	1,5	0,3	-0,7	+1,3	143,3
2	70	1,3		-0,6	+1,2	72,6
3	50	1,6	0,2	-1,2	+0,6	43,6
4	Длинна 180	2,5		-0,9	+1,6	185
5	Длинна 170	2,2		-0,9	+1,6	174,4

Рисунок 3.2 Заготовка поковка

Масса поковки (рассчитана с применением САПР): т (20,9 кг).

При ковке образуется окалина, которая составляет 3% от массы годной заготовки. Она прибавляется к массе ковки. Поэтому масса заготовки будет равна:

т (21,5 кг).

Стоимость заготовки, с учетом потери металла на подготовительных операциях, будет равна:

руб.

Выбор заготовки:

Стоимость заготовки полученной методом штамповки немного дешевле, чем заготовка из проката. Это объясняется тем, что заготовка полученная методом штамповки более приближена к контурам детали.

Так как количество изготавливаемых фрез невелико и по габаритным размерам фрезы не большие, то нецелесообразно заказывать специальные поковки с требуемыми механическими свойствами и макро и микроструктурой. Наиболее оптимальным решением в нашем случае будет заготовка из проката, к тому же различие в стоимости заготовок очень небольшое. Выбор данной заготовки обеспечивает требуемый химический состав стали, необходимые механические свойства, оптимальную макро и микроструктуру материала, что очень важно при изготовлении металлорежущего инструмента.

Заготовка для изготовления фрезы:

Круг Ш145 ГОСТ 2590-88 / Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73.

3.5 Выбор структуры обработки червячной фрезы

Насадная модульная червячная фреза может быть обработана по типовому плану. Структурная схема представлена на рисунке 3.3

Рисунок 3.3 Структура технологического процесса

Маршрут обработки:

1. Отжиг

2. Токарная ЧПУ

2.1. Точить торец

2.2. Точить наружный контур предварительно до Ш141,4 мм

2.3. Сверлить центральное отверстие Ш45 мм

2.4. Расточить отверстие на длину 92 мм

2.5. Точить наружный контур окончательно до Ш140,4 мм

3. Токарная ЧПУ

3.1. Точить торец

3.2. Точить наружный контур предварительно до Ш141,4 мм

3.3. Расточить отверстие на длину 92 мм

3.4. Расточить выборку Ш52 мм L = 72 мм

3.5. Точить наружный контур окончательно до Ш140,4 мм

4.Токарно - винторезная ЧПУ (на оправке)

4.1.Точить Ш140 окончательно

4.2.Нарезать червяк однозаходный с шагом 25,136 мм:

- нарезать червяк первым черновым резцом;

- нарезать червяк вторым черновым резцом;

- нарезать червяк чистовым резцом;

5. Горизонтально - протяжная

- Протянуть шпоночный паз В=12 глубиной 3,5 мм

6. Горизонтально - фрезерная (на оправке в делительной головке)

- Нарезать 9 стружечных канавок глубиной 34 мм

7. Токарно - затыловочная

- Затыловать зубья

8. Слесарная

- Опиловка, маркировка, срезание неполных витков

9. Термическая

- Закалка, обработка холодом, двукратный отпуск

10. Плоскошлифовальная

- Шлифовать торцы

11. Круглошлифовальная

- Шлифовать эвольвенту

12. Внутришлифовальная

- Шлифовать внутренний Ш50

13. Шлифовально - затыловочная

- Затыловать спинку зуба

14. Заточная (на оправке в делительной головке)

- Заточить переднюю кромку

15. Химико - термическая.

- Азотирование.

16. Контрольная.

3.6 Определение типа производства и формы организации технологических процессов

Основное технологическое время:

Токарная ЧПУ - 7 мин

Токарная ЧПУ - 7 мин

Токарно - винторезная ЧПУ - 7 мин

Горизонтально - протяжная - 3 мин

Горизонтально - фрезерная - 25 мин

Токарно - затыловочная - 20 мин

Плоско - шлифовальная - 2 мин

Кругло - шлифовальная - 5 мин

Внутри - шлифовальная - 20 мин

Шлифовально - затыловочная - 40 мин, Заточная - 10 мин

Определим тип производства по коэффициенту загрузки:

K=, (3.3)

где Т - среднее технологическое время операции;

N - годовая программа выпуска, шт.;

Fч - годовой фонд рабочего времени, 2000 часов.

K==0,055.

Данный коэффициент соответствует среднесерийному производству.

Выбор формы организации выполнен из четырех наиболее подходящих вариантов:

1. Участки станков по видам обработки

2. Специализированные участки

3. Предметный участок (отделение)

4. Гибкая производственная система (ГПС)

Для нашей детали наиболее подходящей формой организации технологического процесса являются участки станков по видам обработки.

3.7 Расчет припуска на обработку

Всякая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Этот припуск, представляющий излишек материала, необходимый для получения окончательных размеров и заданного класса шероховатости поверхностей деталей, снимается на станках режущими инструментами.

Разность размеров заготовок и окончательно обработанной детали определяет величину припуска. Припуски разделяют на общие и межоперационные. Под общим понимают припуск, снимаемый в течение всего процесса обработки данной поверхности - от размера заготовки до окончательного размера готовой детали. Межоперационным называется припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции. Величина припуска обычно дается на «сторону», т.е. указывается толщина слоя снимаемого на данной поверхности. Для цилиндрических деталей припуск дается на «диаметр», т.е. указывают двойную толщину слоя, что должно быть оговорено. Припуски бывают симметричные и асимметричные. Припуск должен быть оптимальным, т.к. чрезмерные припуски вызывают излишние затраты на изготовление детали и тем самым увеличивают ее себестоимость, которая складывается из следующих элементов: затраты на материал, основной заработной платы производственных рабочих, накладных расходов.

Величины припусков на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от следующих факторов:

1. материал заготовки,

2. конфигурация и размеры заготовки,

3. вид заготовки и способы ее получения,

4. требования в отношении механической обработки,

5. технические условия в отношении качества и класса шероховатости

поверхности, точности размеров заготовки.

Из этого следует, что величина общего припуска зависит от толщины дефектного слоя, подлежащего снятию, припусков на промежуточные операции, погрешности установки, шероховатости поверхности. Выполним расчет припуска на наружный диаметр заготовки по методу профессора Кована.

Минимальный припуск на диаметр при токарной обработке наружной поверхности вращения:

Z = 2•(Rz+Т) +, (3.4)

где Rz - высота микронеровностей (параметр шероховатости). Шероховатость поверхности поковки Rz 320, следовательно Rz =320 мкм;

Т - глубина дефектного поверхностного слоя, выбираем по таблице - на поковку Т = 500 мкм;

с - суммарное значение поверхностных отклонений для расчетной поверхности.

Поверхностные отклонения - это сумма допусков формы и расположения поверхностей. Выбираем по ГОСТ 24643 - 81 "Числовые значения допусков формы и расположения поверхностей" следующие данные в зависимости от размера заготовки. с = 400 мкм.

- погрешность установки на выполняемом переходе - это сумма погрешностей базирования е и закрепления ез.

Погрешность базирования е=0, т.к. измерительная база совмещена с установочной, значит

е=ез,

примем е =300 мкм.

Zток=(320+ 500) +=1340 мкм

Аналогично рассчитаем припуск на шлифовальную операцию:

Zшл= 2• 80+ ==260 мкм

Построим схему припусков и допусков:



Рисунок 3.4 Схема припусков и допусков

=80 мкм Zшл=260 мкм ток=350 мкм Zток=1340 мкм заг=1400 мкм

Рассчитав размеры припусков и допусков, определим размеры заготовки: поковка Ш149+0,5 мм.

3.8 Выбор оборудования

Выбор оборудования выполнен для основных станочных операций согласно методике изложенной в [11.страница 118].

Исходные данные для выбора металлорежущих станков:

- Вид обработки

- Форма и расположение обрабатываемой поверхности

- Размеры детали

- Размеры обрабатываемой поверхности

- Точность обработки

- Тип производства

С учетом исходных данных, выбранное оборудование приведено в таблице 3.2

Таблица 3.2 Технологическое оборудование

№	Операция	Модель станка	Характеристика
1	2	3	4
1	Токарная	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3С5	Наибольший диаметр обработки детали 400 мм; наибольшая длина обрабатываемой детали 900 мм; частота вращения шпинделя, 12-1600 мин-1.
2	Горизонтально - протяжная	Горизонтально - протяжной станок 7Б56	Тяговое усилие, 20 т; длина рабочего хода ползуна, 100 - 1600 мм; скорость рабочего хода ползуна, 1,5 - 11 м/мин; скорость обратного хода ползуна, 25 м/мин.
3	Фрезерная	Горизонтально-фрезерный станок 6Т83Г	Количество скоростей шпинделя, 31,5-1600об/мин; мощность электродвигателя,10кВт; Размеры рабочей поверхности стола, 1600Ч400 мм
4	Токарно-затыловочная	Токарно- затыловочный станок 1Б811:	Наибольший диаметр затылуемой детали, 520 мм; наибольшая длина затылования, 550 мм; диапазон скоростей подач, 0,1-1мм/об.
5	Плоскошлифовальная	Плоскошлифовальный станок модели 3Б722:	Скорость продольного перемещения станка, 2-40м/мин; наибольший диаметр шлифовального круга, 450 мм; частота вращения шпинделя круга, 1460 об/мин.
6	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3Е12	Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки: диаметр - 200 мм; длина - 500 мм;
7	Внутришлифовальная	Оснастка: поводковый патрон; вращающийся центр	шлифовального круга - 350х40х127;частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, 1900-2720 мин-1; частота вращения внутришлифовального шпинделя, 16750 мин-1.
8	Шлифовально-затыловочная	Шлифовально-затыловочный станок 58823	Наибольшая длина шлифования, 950 мм; частота вращения шпинделя, 0,12 - 37,5 об/мин; наибольший диаметр шлифовального круга, 500 мм; частота вращения шпинделя круга, 1600 об/мин
9	Заточная	Станок универсально-заточной 3В642:	Наибольший диаметр устанавливаемой детали 250 мм; наибольшая длина изделия, 630 мм; высота центров, 120 мм; угол поворота стола 90о.

3.9 Выбор станочных и инструментальных приспособлений

Станочные приспособления выбраны по методике, приведенной в [14.ст. 234].

Исходные данные:

- Вид обработки.

- Схема базирования.

- Габаритные размеры головки.

- Точность обработки.

- Режущие инструменты, обеспечение доступа инструмента к обрабатываемой поверхности.

- Тип производства.

- Тип силового привода.

- Модель станка.

Выбранные приспособления приведены в таблице 3.3

Таблица 3.3 Станочные и инструментальные приспособления

№	Наименование операции	Наименование приспособления
1	Токарная ЧПУ	Универсальный трехкулачковый самоцентрирующийся патрон.
2	Токарно - винторезная ЧПУ	Разжимная самоцентрирующаяся оправка, вращающийся центр.
3	Горизонтально - протяжная	Захваты, направляющая втулка.
4	Горизонтально - фрезерная	Оправка, универсальная делительная головка УДГ-135 и неподвижный центр.
5	Токарно-затыловочная	Разрезная оправка, 3-х кулачковый самоцентрирующийся патрон и вращающийся центр, закрепленный в задней бабке станка.
6	Слесарная	Тиски с призматическими губками.
7	Резьбо-шлифовальная	Аналогично.
8	Плоско - шлифовальная	Магнитный стол.
9	Заточная	Оправка, универсальная делительная головка УДГ-135 и неподвижный центр.
10	Внутришлифовальная	Шлифовальный патрон, переходная разрезная втулка.

3.10 Выбор режущего инструмента

Выбор режущего инструмента выполнен по методике изложенной в [14,с. 240]; [20,с. 522]. Для токарной обработки наружного, внутреннего диаметров, обработки торцов выбираем резцы проходные упорные с пластинками из твердого сплава Т5К10 по ГОСТ 18879-73. Размеры державки 2520, длина пластины l = 20 мм. Для сверления отверстия - сверло спиральное по ГОСТ 1452-69 из стали Р6М5. Для нарезания червяка - резец резьбовой с пластинкой из сплава Т5К6.

Для фрезерной операции выбираем фрезу фасонную по ГОСТ 9305-69 тип 2.

Для протяжной операции выбираем протяжку из стали Р6М5.

Для токарно-затыловочной операции выбираем резец токарный фасонный затыловочный с пластинкой из сплава Т5К6.

Для шлифовки зубьев выбираем круг шлифовальный 2П250Ч10Ч76; 25А16С28К5 по ГОСТ 2424-83.

Для плоского шлифования торцов выбираем круг шлифовальный 1111450Ч203Ч50; 24А16С28К5 по ГОСТ 2424-83.

Для внутреннего шлифования выбираем круг шлифовальный ПП32Ч20Ч10; 24А16С28К5 по ГОСТ 2424-83.

Выбранные режущие инструменты приведены в таблице 3.4

Таблица 3.4 Режущие инструменты

Операция	Инструмент	Материал реж. части	Элементы конструкции
1	2	3	4
Токарная - Точить торцы, проточить наружный диаметр, расточить отв., проточить ш52, снять фаски	Резец подрезной Упорно - проходной черновой Упорно - проходной чистовой Расточной упорно - проходной черновой Расточной упорно - проходной чистовой	Т15К6	Механическое крепление
Сверлить отверстие	Сверло спиральное ш45	Р6М5
Нарезать червяк	Резец резьбовой	Т5К10, Т15К6	Напайной
Фрезеровать стружечные канавки	Фреза фасонная	Р6М5	Цельная
Протяжная - протянуть паз в=12 глубиной 3,5мм	Протяжка	Р6М5	Цельная
Токарно-затыловочная- Затыловать зуб	Резец фасонный затыловочный	Т5К10	Напайной
Шлифовальная - Шлифовать зубья	Круг шлифовальный	Белый электрокорунд на керамичес- кой связке	2-х стороннего конического профиля
Плоско-шлифовальная - Шлифовать торцы	Круг шлифовальный	Белый электрокорунд на керамичес- кой связке	Прямой профиль
Внутри-шлифовальная - Шлифовать отверстие	Круг шлифовальный	Белый электрокорунд на керамичес- кой связке	Прямой профиль
Шлифовально-затыловочная Затыловать спинку	Круг шлифовальный	Эльборовый на бакелитной связке	Тарельчатый
Заточная - Заточить переднюю кромку	Круг шлифовальный	Эльборовый на бакелитной связке	Тарельчатый

3.11 Выбор средств измерения и контроля

Средства измерения и контроля выбраны для контрольной операции, предусмотренной в конце технологического процесса.

Выбор выполнен по методике, изложенной в [11].

Исходные данные:

- Тип контролируемой поверхности и контролируемого параметра

- Габаритные размеры и масса детали

- Размер и форма контролируемой поверхности

- Точность контролируемого параметра

- Тип производства

При выборе средства измерения следует учитывать:

где д - допуск.

Для контроля наружного диаметра детали выбираем микрометр МК-175 с пределами измерений 100125 мм и ценой деления 0,01 мм.

Для контроля отверстия используем нутромер индикаторный с пределами измерений 18-50 и точностью 0,01 мм.

Выбранные средства измерения и контроля приведены в таблице 3.5

Таблица 3.5 Средства измерения и контроля

№	Контролируемый размер или параметр	Наименование средства измерения	Метрологические характеристики
			Предельная погрешность измерения	Пределы измерения	Цена деления
1	2	3	4	5	6
1	Наружный диаметр	Микрометр МК - 175		125 - 150 мм	0,01 мм
2	Отверстие	Нутрометр индикаторный		18 - 150 мм	0,01 мм
3	Шпоночный паз	Плоскопараллельные концевые меры ГОСТ 9038 - 59		0 - 150 мм
4	Профиль	Инструментальный микроскоп УИМ?21		0 - 180 мм	0,001 мм
5	Биение	Биениемер			0,01 мм
6	Шероховатость	Профилометр КВ-7		±0,003 ±0,006 ±0,03 ±0,06	0,0001 0,0002 0,001 0,002

3.12 Выбор режимов резания для токарной обработки

Режимы резания назначены по методике изложенной в [11].

Общий порядок назначения режимов резания для универсальных станков:

- Глубина резания.

- Подача.

- Скорость резания.

Для станков с ЧПУ порядок назначения:

- Скорость резания.

- Частота вращения шпинделя.

- Подача на оборот.

- Минутная подача (скорость подачи).

- Глубина резания и количество проходов с учетом величины припуска.

- Глубина резания назначалась с учетом характера резания (чернового или чистового, наружного или внутреннего, проходными или размерными инструментами).

Подача выбрана с учетом шероховатости поверхности (при чистовой и получистовой обработке) либо с учетом силы резания во избежание перегрузки привода или инструмента (при черновой обработке).

Скорость резания выбрана с учетом стабильной работы инструмента и с учетом теплостойкости материала режущей части. Предельная теплостойкость инструмента из быстрорежущей стали 600° С обеспечивается использованием скорости резания 15 - 20 м/мин, для твердосплавных инструментов с учетом стабильной работы и теплостойкости 800° С могут быть назначены скорости резания 50 - 100 м/мин.

В особых условиях находятся резьбонарезные инструменты - скорость резания ограничивается функциональной связью с движением подачи и принимается 5 - 10 м/мин.

Таблица 3.6 Режимы резания для токарной операции

Операция	Глубина резания t, мм	Подача S, мм/об	Скорость резания V, мм/мин
Подрезать торцы черновая	3	0,1	60
Проточить наружный диаметр ш140 черновая чистовая	2 0,5	0,1 0,05	60 50
Сверлить отверстие ш45	-	0,3	20
Расточить отверстие ш50H7 черновая чистовая	0,8 0,2	0,07 0,03	30 50
Нарезать червяк черновая чистовая	0,4 0,22	Ручная Ручная	25 25

Таблица 3.7- Режимы резания для фрезерной операции

Операция	Глубина резания t, мм	Подача S, мм/об	Скорость резания V, м/мин
Фрезерование стружечных канавок	4	0,2 мм/зуб	27,9

Таблица 3.8 Режимы резания для горизонтально - протяжной операции

Операция	Глубина резания t, мм	Ход , мм	Скорость резания V, м/мин
Протянуть паз В=12 глубиной h=3,5	3,5	200	10

Таблица 3.9 Режимы резания для токарно-затылочной операции

Операция	Глубина резания t, мм	Ход резца, мм	Скорость резания V, м/мин
Затыловать зуб	1	35	20

Таблица 3.10 Режимы резания для кругло - шлифовальной операции

Операция	Скорость круга Vк, м/с	Скорость заготовки SKр, м/мин	Глубина шлифования t, мм
Черновое шлифование	35	40	0,020
Чистовое шлифование	35	40	0,015

Таблица 3.11 Режимы резания для плоско-шлифовальной операции

Операция	Глубина резания t, мм	Продольная подача S, мм/мин	Поперечная подача Sпоп, мм/дв. ход	Скорость круга V, м/с
Шлифовать торцы	0,02	35	4	35

Таблица 3.12 Режимы резания при внутреннем шлифовании

Операция	Глубина резания t, мм	Продольная подача S, дв. ход/ мин	Кругвая подача Sкр, м/мин	Скорость заготовки V, м/с
Шлифовать отверстие	0,02	120	20	15

3.13 Определение технической нормы времени

Расчет норм штучно-калькуляционного времени в условиях мелкосерийного производства выполнен для основных станочных операций.

Нормирование выполнено по методике изложенной в [11.с. 164]; [14.с. 450]; [26.ст. 389].

Норма штучно-калькуляционного времени:

Тшт.к.= to + tв + tтех + tорг + tп + tп-з , (3.5)

где to- основное (технологическое) время, мин;

, (3.6)

где tв- вспомогательное время, определяется с учетом продолжительности вспомогательных приемов и холостых ходов, мин;

tтех- техническое требование, время технического ухода за станком, мин;

tтех= 10% ч 12% • to , (3.7)

где tорг- организационное время, мин;

tорг= 10% ч 12% • (to + tв) , (3.8)

где tп- время перерывов, мин;

tп=2,5% • (to + tв) , (3.9)

где tп-з- подготовительно-заключительное время, время на запуск партии, мин;

tп-з=, (3.10)

Компоненты нормы времени приведены в таблице 3.14

Таблица 3.14 Нормы времени

№ пер	Наименование операции, перехода	to	tв	tтех	tорг	tп	tп-з	Тшт.к
1	2	3	4	5	6	7	8	9
2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.	Токарная ЧПУ Точить торец Точить наружный контур предварительно Сверлить отверстие Расточить отверстие предварительно	13,7 3,2 6,2 1,8 2,5	0,33	1,37	1,4	0,35	1,5	18,65
3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4.	Токарная ЧПУ Точить торец Точить наружный контур предварительно Расточить отверстие предварительно Расточить выборку	15,5 3,2 6,2 2,5 3,6	0,33	1,55	1,58	0,39	1,5	20,85
4. 4.1. 4.2.	Токарно- винторезная ЧПУ Точить наружный контур окончательно Нарезать червяк черновая чистовая	28,4 24,8 1,8 1,8	0,33	2,84	2,87	0,72	1,5	36,66
5.	Горизонтально - протяжная	4,5	1,5	0,45	0,6	0,15	1,5	8,7
6.	Горизонтально - фрезерная	9,9	1,5	0,99	1,14	0,28	1,5	15,31
7.	Токарно - затыловочная	10,7	1,5	1,07	1,22	0,31	1,5	16,3
10.	Плоскошлифовальная	3	1,5	0,3	0,45	0,11	1,5	6,86
11.	Круглошлифовальная	6,5	3,5	0,65	1	0,25	1,5	13,4
12.	Внутришлифовальная	5,3	3,5	0,53	0,88	0,22	1,5	11,71
13.	Шлифовально - затыловочная	13,5	1,5	1,35	1,5	0,37	1,5	19,72
14.	Заточная	5,8	1,5

Подобные документы

• Модернизация установки упаковочного шнекового полуавтомата

  Технологические приемы применения шлаковых смесей. Обработка стали ТШС. Усовершенствование упаковочного полуавтомата для упаковки шлакообразующих смесей в мешкотару. Конструкция упаковочного шнекового полуавтомата. Разработка пневматического дозатора.
  
  дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.03.2017
  

• Расчет привода шнекового питателя

  Принцип действия привода шнекового питателя. Подбор электродвигателя, расчет цилиндрического редуктора. Алгоритм расчета клиноременной, цепной передачи. Рекомендации по выбору масла и смазки узлов привода. Сборка и обслуживание основных элементов привода.
  
  контрольная работа [2,0 M], добавлен 04.11.2012
  

• Разработка привода шнекового холодильника

  Выбор электродвигателя и кинематический расчет ременной передачи. Выбор материала и назначение термической обработки зубчатого венца червячного колеса и червяка привода шнекового холодильника. Конструктивные размеры зубчатой передачи. Сборка редуктора.
  
  курсовая работа [368,9 K], добавлен 27.01.2014
  

• Система управления специального зубофрезерного полуавтомата

  Функции специального зубофрезерного полуавтомата, режимы его работы, разработка схемы обработки детали. Разработка схемы установки зажима инструмента и системы управления станком. Релейно-контактная схема управления циклом станка и силовыми двигателями.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 30.01.2012
  

• Проектирование патронного полуавтомата

  Анализ технологичности конструкции детали зубчатое колесо. Определение припусков на механическую обработку и размеров заготовки. Назначение, область применения и технологические возможности полуавтомата. Художественное конструирование и эргономика.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 06.03.2009
  

• Модернизация патронного полуавтомата 1П756

  Технологичность конструкции детали. Определение припусков на механическую обработку и размеров заготовки. Назначение и область применения, технологические возможности полуавтомата. Описание конструкции станка. Художественное конструирование и эргономика.
  
  курсовая работа [2,0 M], добавлен 07.06.2010
  

• Технология ремонта полуавтомата круглошлифовального модели 3М174

  Техническая характеристика и описание работы полуавтомата круглошлифовального модели 3М174. Технологический процесс изготовления колеса червячного. Дефектация деталей задней бабки и составление карты дефектации. Проверочные расчеты, связанные с ремонтом.
  
  курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.04.2014
  

• Технические характеристики круглошлифовального полуавтомата

  Описание круглошлифовального полуавтомата с ЧПУ, его предназначение для наружного и внутреннего шлифования поверхностей изделий. Структура, назначение и принцип действия электропривода. Анализ элементной базы блока. Система импульсно-фазового управления.
  
  реферат [503,1 K], добавлен 07.12.2011
  

• Анализ работы базового полуавтомата

  Этапы разработки новых путей решения проблемы автоматизации старого оборудования. Анализ полуавтомата ВЗ205ФЗ, знакомство с принципами работы. Особенности структурной схемы устройства ЧПУ 2С42-65. Конструктивно канал как система печатных проводников.
  
  контрольная работа [636,6 K], добавлен 16.04.2014
  

• Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

  Назначение, область применения и краткое описание шнекового транспортёра. Выбор электродвигателя, материала и вида термообработки. Расчет допускаемых напряжений. Разработка вала привода: техническое предложение, технический проект, построение эпюры.
  
  курсовая работа [118,1 K], добавлен 09.02.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам