77545

Проект технологического процесса изготовления детали «Шестерня» в условиях серийного производства

Дипломная

Производство и промышленные технологии

В данной курсовой работе представлена разработка технологического процесса изготовления детали шестерня. Представлены рабочий чертёж детали эскизы операций чертежи специального формообразующего и мерительного инструмента.

Русский

2015-02-03

185.98 KB

20 чел.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………………5

1. Характеристики материала  …………………………………………………………………6

2. Определение типа производства……………………………………...……………………..8

3. Анализ технологичности конструкции детали……………………………………………..9

4. Выбор заготовки………………………………………………………………………………12

4.1 Метод получения заготовки……………………………………………………………12

4.2 Расчет припусков……………………………………………………………………….12

5. Технологический процесс изготовления детали……………………………………………15

5.1. Маршрутная карта……………………………………………………………………...15

5.2. Рабочий технологический процесс……………………………………………………16

5.3. Расчет режимов резания………………………………………………………………..19

5.4. Расчет норм времени……………………………………………………………………23

6. Описание и расчет специального станочного приспособления…………………………….26

6.1. Принцип работы приспособления……………………………………………………...26

6.2. Расчет приспособления………………………………………………………………….26

7. Специальные инструменты…………………………………………………………………….27

7.1. Режущий инструмент…………………………………………………………………….27

7.2. Мерительный инструмент……………………………………………………………….27

Заключение…………………………………………………………………………………………28

Список использованной литературы……………………………………………………………..29

Приложения………………………………………………………………………………………...30

Введение

В данной курсовой работе представлена разработка технологического процесса изготовления детали «шестерня». Представлены рабочий чертёж детали, эскизы операций, чертежи специального формообразующего и мерительного инструмента. В рамках данного проекта было спроектировано приспособление для закрепления детали на станке, произведены расчёт режимов резания, проведён качественный анализ технологичности детали, были поставлены задачи по обеспечению технологических требований.

В данной курсовой работе представлена разработка технологического процесса изготовления детали «шестерня». Данная деталь используется в машиностроении как составная часть редуктора общего назначения. «Шестерня» – это одна из основных деталей редуктора, её назначение - передача крутящего момента. Поэтому деталь испытывает огромные нагрузки и является одной из наиболее ответственных.

Деталь «Шестерня» 15У175.2501-490 -  это тело вращения с отношением , поэтому она может быть отнесена к деталям класса "диски". Деталь представляет собой тело вращения, диск с центральным отверстием и шлицевым венцом, одним зубчатым венцом и ступицей с одной стороны зубчатого венца.


  1.  Характеристики материала

Для изготовления шестерни используется круглый прокат из стали 20ХН4А ГОСТ4543-71.

Марка

20ХН4А

Классификация

Сталь конструкционная легированная

Применение

Шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки,  муфты

и другие цементируемые детали, к которым предъявляются

требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины

и высокой поверхностной твердости, работающие под  действием ударных нагрузок

и при отрицательных температурах.


C

Mn

Cr

Si

S

Ni

P

0,17…0,24

0,3…0,6

0,6…0,9

0,17…0,37

0…0,025

2,75…3,15

0…0,025

Наименование

Значение

Ед. измерения

Контекст

Относительное сужение

55

%

закалка 820гр(масло) + отпуск 500гр(вода)

Относительное удлинение после разрыва

55

%

закалка 820гр(масло) + отпуск 500гр(вода)

Плотность

7850

кг/куб.м

-

Предел прочности

930

МПа

-

Предел текучести

735

МПа

-

Температура ковки

1220…800

град. С

-

Флокеночувствительность

чувствительна

-

-

Склонность к отпускной хрупкости

склонна

-

-

Свариваемость

ограниченно

свариваемость

-

-

Для изготовления шестерни используют легированную сталь 20ХН4А  (хромомарганценикилевая сталь), содержащую: кремний 0,17…0,37; марганец 0,3…0,6; медь 0…0,3; никель 2,75…3,15; сера 0,025; углерод 0,17…0,24; фосфор 0,025; хром 0,6…0,9. Плотность стали ρ=7850 кг/м3.

Хром и марганец легируют, стали для хорошей прокаливаемости и являются дешевыми химическими элементами.

Хром является одним из наиболее универсальных легирующих элементов. Он усиливает действие углерода, повышает твердость, износостойкость, увеличивает предел упругости, прочность на разрыв и прокаливаемость.

Марганец повышает деформацию деталей при закалке и ухудшает обрабатываемость резанием. Содержание марганца в стали стремятся снизить.

Никель и молибден в стали повышают сопротивление хрупкому разрушения стали, увеличивая пластичность и вязкость, уменьшая чувствительность к концентраторам напряжений.

Никель увеличивает ударную прочность, предел упругости и прочность стали на разрыв. Прочная и вязкая поверхность никелевых сталей обеспечивает высокое сопротивление усталости и износу. Никелевые стали хорошо цементируются, что уменьшает деформации при закалке, но никель ухудшает обрабатываемость резанием.

Молибден увеличивает прокаливаемость сталей и уменьшает их твердость.

Титан способствует уменьшению размера зерна, глубины цементованного слоя и прокаливаемости, склонен к образованию карбидов, ухудшает обрабатываемость резанием. Обычно в легированную сталь добавляют титан для ее раскисления.

Чем выше в стали концентрация химических элементов, тем выше ее прокаливаемость. Прокаливаемость - глубина закаленной зоны при заданных условиях охлаждения.

Из этой легированной конструкционной стали изготавливают: шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки,  муфты

и другие цементируемые детали, к которым предъявляются

требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины

и высокой поверхностной твердости, работающие под  действием ударных нагрузок

и при отрицательных температурах.

В цементованном состоянии  из неё изготавливаются тяжелонагруженные шестерни; после улучшения - детали станков, к которым предъявляются повышенные требования.   

При обработке давлением рекомендуемая температурой для начала ковки (штамповки) является 1200С для конца ковки (штамповки) 800-870С.

Сталь 20ХН4А обладает достаточно  высокой прочностью и твердость.

Механические свойства стали после цементации при температуре закалки (масло) 800С и температуре отпуска (вода) 500 С:

т=735 МПа – предел текучести;

в=930 МПа – предел прочности;

=55 % – относительное удлинение после разрыва;

=12% – относительное сужение после разрыва;

н=6 Дж/м2 – ударная вязкость при t = 0С (6,2 Дж/м2 при +20С и 5,8 Дж/м2 при -20С);

56-62 HRC – твердость поверхностного слоя;

Предел контактной выносливости при глубине цементации 1,3 мм равен 2120 МПа.

Коэффициент линейного расширения при температуре 20-200С равен

12.2*106 мм/мм*град.

Эта легированная сталь обеспечивает высокую прочность, износостойкость и  хорошие физико-механические свойства.

При рассмотрении вопроса об обрабатываемости этой легированной стали можно отметить следующее: плохо поддается литью, хорошо обрабатывается как резанием, так и пластическим деформированием.


  1.  Определение типа производства

Для того чтобы определить тип производства нам необходимо рассчитать коэффициент закрепления операций: [1]

Где К – количество операций в технологическом процессе;  - количество рабочих мест.


  1.  Анализ технологичности конструкции детали

Обеспечение технологичности конструкции изделия является одной из основных функций Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП).

Количественно технологичность конструкции оценивается по комплексному показателю, определяемому как совокупность значений частных показателей технологичности с учетом коэффициентов их весомости, т.е.

комплексный показатель технологичности;

частный показатель технологичности;

коэффициент весомости частного показателя;

количество частных коэффициентов весомости показателя.

Таблица 1. Нормативные значения коэффициентов технологичности.

Наименование частного показателя технологичности

Обозначение

Весовые коэффициенты

1.

Показатель обрабатываемости материала

2.

Показатель сложности конструкции детали

3.

Коэффициент точности и шероховатости поверхностей детали

4.

Показатель унификации конструктивных элементов

5.

Показатель использования материала

Деталь представляет из себя тело вращения, не прецизионное. Коэффициент технологичности не должен превышать 0,75.

Показатель обрабатываемости материала.

Принято считать, что материал обладает хорошей обрабатываемостью, если при резании этого материала износ инструмента, силы резания и шероховатость обработанной поверхности малы.  Для стали 20ХН4А:

Показатель сложности конструкции детали.

Увеличение себестоимости получаемой методами обработки резанием детали вследствие удлинения технологического процесса ее изготовления учитывается показателем сложности конструкции детали, определенным в виде:

где: ,, , коэффициенты.

– зависит от количества обрабатываемых поверхностей (>20).

– зависит от количества повышенных требований  по точностям   

формы и взаимного расположения поверхностей (>2).

– зависит от количества видов механической обработки (>2).

– зависит от точности изготовления, шероховатости поверхностей.

Коэффициент точности и шероховатости поверхностей деталей.

.

Показатель унификации конструктивных элементов.

Общее количество конструктивных элементов детали: .

Количество унифицированных элементов в детали: .

К унифицированным элементам относятся такие элементы, которые изготавливаются стандартным режущим инструментом и не требуют применения специальной оснастки (оправок, планшайб, кондукторов и д.р.).

Количество нетехнологичных элементов детали: .

Нетехнологичные элементы - такие элементы, изготовление которых, из общих соображений вызывает дополнительные технологические проблемы.

Показатель использования материала.

масса детали;

масса заготовки.

;

.

Таблица 2. Значения полученных коэффициентов технологичности.

Наименование частного показателя технологичности

Обозначение

Весовые коэффициенты

1.

Показатель обрабатываемости материала

2.

Показатель сложности конструкции детали

3.

Коэффициент точности и шероховатости поверхностей детали

4.

Показатель унификации конструктивных элементов

5.

Показатель использования материала

Коэффициент технологичности:

Деталь является технологичной.

  1.  Выбор заготовки
  2.  Метод получения заготовки

Метод получения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. При выборе способа получения заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению формы и размеров заготовки к параметрам готовой детали и снижению трудоёмкости заготовительных операций.

Для получения данной заготовки возможны следующие методы:

- литье,

- штамповка,

- ковка,

- прокат.

Наиболее целесообразно заготовку «Шестерни» получить методами горячей объёмной штамповки (ГОШ). При ГОШ металл предварительно нагревают до ковочной температуры 1200…13000С. Благодаря нагреву металл становится пластичным, сопротивление деформированию снижается на порядок по сравнению с прочностью в холодном состоянии. Под действием давления пресса нагретый металл хорошо заполняет ручьи штампов, что позволяет получить весьма сложные по форме поковки, используя широкую номенклатуру марок сталей.

  1.  Расчет припусков

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданный свойств обрабатываемой поверхности детали.

Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Припуски на обработку определялся опытно-статистическим методом. Согласно этому методу припуски устанавливаются по соответствующим справочным таблицам и ГОСТам, что позволяет назначить припуск независимо от технологического процесса обработки детали. В нашем случае допуски назначены соответственно таблицами, которые основаны на ГОСТЕ 2590-88.

Изготавливать шестерню будем методом горячей штамповки в открытых штампах. Поверхность разъёма штампа перпендикулярна оси симметрии детали, поэтому заготовку в виде цилиндра удобно укладывать в нижнюю половину штампа. При выбранной поверхности разъёма образуется заусенец.

 Для упрощения выполнения учебного технологического задания принято:

1) нагрев заготовки ведётся с применением защитных покрытий, в связи с чем потери на угар при вычислении КИМ не учитываются;

2) исходную заготовку получают достаточно точной по объёму, в связи с чем при вычислении КИМ считается, что деформируемый металл за пределы мостика облойной канавки не вытекает;

3) температурная усадка заготовки не учитывается.

Теперь у нас есть данные для разработки чертежа поковки и выбора заготовки. Массу детали находим как объем детали, умноженный на плотность стали: m = Vдет·, где = 7850 кг/м3.

Объем детали: Vdet=0,6855·10-3 м3

Масса детали: mдет=7850·0,6855·10-3=5,38 кг

Припуски на механическую обработку выбирают по массе поковки и конкретному размеру. Так как масса поковки пока неизвестна, примем (для выбора припусков):

mпок = 1,3 mдет = 1,3 · 5,38 = 6,994 кг

В соответствии с методическими указаниями [4] выбираем припуски – на каждые линейный размер по 2,4 мм.

Рассчитаем массу поковки и размер заготовки.

Объем припуска составит Vприп=3,51·10--5 м3

Следовательно, масса припуска: mприп.= Vприп·=7850·3,51·10-5=0.278 кг.

Штамповочные уклоны назначают в зависимости от размеров заполняемых полостей штампа. В соответствии с методическими указаниями [4] определяем все внешние уклоны 8-10°; внутренние уклоны 1-2°.

Объём напусков:

Vнапуска=3,2·10-6м3

Следовательно, масса напуска: mнап.= Vнапуска·=7850·3,2·10-6=0.025 кг.  

Масса поковки без заусенца: mпбз = mпок - mприп.- mнап.=6,994-0,278-0,025=6,691 кг

Радиусы скругления зависят от размеров полостей штампа и массы поковки. Для упрощения считаем их одинаковыми на всех поверхностях поковки R = 2.4 мм.

Масса заготовки отличается от массы поковки (вместе с заусенцем и наметкой) на 1…3 %. Допускается принять: mзаг = mпок = 6,994 кг.

Диаметр заготовки выбираем из условия ее хорошей фиксации в нижней половине штампа при укладке: Dзаг = 160 мм. Тогда высота заготовки (исходя из ее объема) hзаг=44,3 мм

Отношение высоты заготовки к ее диаметру h/D = 0,28. Такую заготовку можно получить только резкой на механических пилах или резкой в специальных штампах. В массовом производстве заготовки режут на пресс-ножницах (что значительно дешевле), для которых допускается соотношение h/D = 2,5. При одинаковых массах диаметр такой заготовки:

Dзаг=76,8 мм

Принимаем Dзаг = 80 мм.

Высота заготовки:

hзаг=192,3 мм

Принимаем hзаг.=195мм.

Таким образом, для изготовления поковки необходимо выполнить следующие операции (рис. 6):

1) резка заготовки из сортового проката: 80×195 на пресс-ножницах;

2) осадка заготовки до размеров: 160×44,3;

3) штамповка за один переход в открытом штампе на прессе или молоте;

4) обрезка заусенца;

5) механическая обработка (снятие припусков).

Степень соответствия поковки детали оценивают коэффициентом весовой точности (отношение массы детали к массе поковки).

В данном варианте:

для идеальной поковки: K т max = 5,38/(5,38+ 0,278) = 0,950;

для поковки без заусенца: Kт = 5,38/6,691 = 0,804;

для поковки с заусенцем: Kт = 5,38/6,994 = 0,769.


  1.  Технологический процесс изготовления детали
  2.  Маршрутная карта

Номер операции

Наименование операции

Оборудование

005

Штамповка

Пресс АМР-70

010

Контроль

Стол контрольный

015

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

020

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

025

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

030

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

035

Контроль

Стол контрольный

040

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

045

Зубофрезерная

Зубофрезерный станок мод.5К324А

050

Термическая

Печь СНО - 8.16.5/12

055

Термическая

Печь СНО - 8.16.5/12

060

Контроль

Стол контрольный

065

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

070

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

075

Зубошлифовальная

Зубошлифовальный станок 5М841

080

Контроль

Стол контрольный

085

Токарно-винторезная

Токарный станок 16К20

090

Контрольная

Индикатор часового типа


  1.  Рабочий технологический процесс

Номер

Опера-ции

Наименование и содержание операции

Оборудование

Приспособ-ление и вспомога-тельный инструмент

Режущий инструмент

Измерительный инструмент

005

Штамповка

1)Штамповать по эскизам штамповочного цеха.

Лист 1

Пресс АМР-70

-

-

-

010

Контроль ОТК

1)Проверить размеры согласно эскизу  штамповочного цеха.

Стол контрольный

-

-

Линейка

015

Токарно-винторезная

1)Расточить отверстие Ø55(-0,25) 

2)Подрезать торец

3)Точить фаску 1х450

Лист 2

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Подрезной отогнутый резец ГОСТ 18880-73,

Проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73

Пробка 55Н11, ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89, радиусной шаблон

020

Токарно-винторезная

1)Подрезать торец

2)Точить в размер Ø110±0,5 Ra40 глубина 5±0,5

3)Точить Ø55h14

4)Точить фаску 1х450 

Лист 2

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Подрезной отогнутый резец ГОСТ 18880-73,

проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73,

проходной отогнутый резец (левый)

ГОСТ 18877-73

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89, радиусной шаблон

025

Токарно-винторезная

1)Точить в размер 40H12

2)Точить в размер 18 Ra40

3)Точить Ø144(+0,25)

4)Точить фаску 1х450

5)Точить фаску 1х450

Лист 2

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Подрезной отогнутый резец ГОСТ 18880-73,

Проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89, радиусной шаблон

030

Токарно-винторезная

1)Точить в размер Ø110±0,5 Ra40

2)Точить фаску 1х450

Лист 2

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Подрезной отогнутый резец ГОСТ 18880-73,

проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73,

проходной отогнутый резец (левый)

ГОСТ 18877-73

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89, радиусной шаблон

035

Контроль ОТК

Проверить размеры согласно проведенной механической обработке

Стол контрольный

-

-

Пробка 55Н11, ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89, радиусной шаблон

040

Токарно-винторезная

1)Точить точить фаску под зубофрезерную обработку 150±30’

Лист 2

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73

Шаблон радиусной РШ-1 ТУ2-034-228-88

045

Зубофрезерная

1)Фрезеровать зубья z=34 модулем m=4 согласно ТТ чертежа

Лист 2

Зубофрезерный станок мод.5К324А

Оправка 9П-6797

Фреза червячная черновая 2510-4178АА ГОСТ9324

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89,

нормалемер мод. 2221-К ГОСТ7760-81

050

Термическая

Произвести цементацию

Приложения

Печь СНО

8.16.5/12

Поддон

-

-

055

Термическая

Произвести закалку ТВЧ

Индуккционная

печь ВЧ-40

Поддон

-

-

060

Контрольная ОТК

Проверить соответствие термообработке ТТ чертежа

Стол контрольный

-

-

-

065

Токарно-винторезная

Подрезать торец начисто в размер 40H12

Приложения

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89

070

Токарно-винторезная

1)Точить начисто Ø55H7

2)Точить канавку согласно чертежу детали

Лист 2

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73, канавочный расточной резец 2007Р-17

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89, пробка 55H7

075

Зубошлифовальная

1)Шлифовать зубья согласно ТТ чертежа

Лист 2

Зубо-шлифовальный станок 5М841

Трех-кулачковый патрон

Шлифовальный круг 92А25П ГОСТ2424-83

Ролик W=43,236-0,234-0,134 ГОСТ24960-81,

нормалемер БВ-5047 ГОСТ 7760-74, микрометр МР 25-50 ГОСТ 4381-78

080

Контроль ОТК

Проверить размеры согласно проведенной мехобработке

Стол контрольный

-

-

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89

085

Токарно-винторезная

1)Точить начисто торец в размер 18h12

Приложения

Токарный станок 16К20

Трех-кулачковый патрон

Проходной отогнутый резец

ГОСТ 18877-73

ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-89

090

Контроль ОТК

Проверить радиальное и торцевое биения согласно ТТ чертежа детали Приложения

Стол контрольный

Приспосо-бление для проверки биения

-

Индикатор часового типа

  1.  
    Расчет режимов резания.

5.3.1 Расчёт режимов резания при получении размера 55H7.

Точение.

Глубина резания t : при черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости системы СПИД принимается равной припуску на обработку; при чистовом точении припуск срезается за два прохода и более. На каждом последующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предшествующем. При параметре шероховатости обработанной поверхности Ra = 3,2 мкм включительно t=0,5—2,0 мм; Ra 1,6 мкм, t= 0,1 -0,4 мм.

Принимаем для точения:

чернового t=2 мм;

чистового t=0,2 мм.

Подача s : при черновом точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости системы СПИД, прочности режущей пластины и прочности державки. Рекомендуемые подачи при черновом наружном точении приведены в табл. 11 [2].

Подачи при чистовом точении выбирают в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине резца (табл. 14)[2].

Принимаем подачу при точении :

черновом s=0,8мм/об;

чистовом s=0,1 мм/об.

Скорость резания v : при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле

  ,

Среднее значение стойкости Т  при одноинструментальной обработке – 30-60 мин.

Принимаем Т=45 мин.

Значения коэффициента Cv показателей степени x, y и m приведены в табл. 17 [2].

При точении

 черновом   чистовом

 Cv=340   Cv =420

 x=0,15   x=0,15

 y=0,35   y=0,20

 m=0,20   m=0,20

 

Коэффициент Кv является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки Kмv (табл. 1,2 [2]), состояние поверхности Kпv (табл. 5 [2]), материала инструмента Kиv (табл.6 [2]).

 Кv = Kмv Kпv Kиv.

 

При точении

черновом ;

чистовом .

 

При точении

 черновом    чистовом

 Kпv=0,9 ;    Kпv=1,0 ;

 Kиv=1,0 ;    Kиv=1,0 .

 Кv=0,810,91,0=0,73  Кv =0,811,01,0=0,81

При точении

черновом м/мин;

чистовом м/мин.

 Сила резания. Силу резания принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Pz, радиальную Py и осевую Px). При наружном продольном и поперечном точении эти составляющие рассчитывают по формуле

  .

Постоянная Ср и показатели степени x, y и n для конкретных (расчетных) условий обработки для каждой из составляющих силы резания приведены в табл. 22 [2].

Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 9, 10 и 23 [2].

Kp=KmpKpKpKpKrp.

Все расчеты сведены в таблицу.

при черновом точении

Таблица.

Cp

t, мм

s, мм/об

v, м/мин

x

y

n

Kmp

Kp

Kp

Kp

Krp

P

Px

339

2

0,8

112,9

1,0

0,5

-0.4

0,92

1,0

1,0

1,0

0,93

658

Py

243

2

0,8

112,9

0.9

0,6

-0.3

0,92

1,0

1,0

1,25

0,82

794

Pz

300

2

0,8

112,9

1,0

0,75

-0.15

0,92

1,0

1,0

0,85

1,0

1830

при чистовом точении

Таблица.

Cp

t, мм

s, мм/об

v, м/мин

x

y

n

Kmp

Kp

Kp

Kp

Krp

P

Px

339

0,1

0,1

307,1

1,0

0,75

-0.4

0,92

1,0

1,0

1,0

0,93

8,63

Py

243

0,1

0,1

307,1

0.9

0,75

-0.3

0,92

1,0

1,0

1,25

0,82

14,89

Pz

300

0,1

0,1

307,1

1,0

0,4

-0.15

0,92

1,0

1,0

0,85

1,0

84,59

 Мощность резания рассчитывают по формуле

  , [кВт]

При точении

черновом кВт;

чистовом кВт.

Выбираем станок 16К20 с мощностью превышающей рассчитанную мощность.(11кВт)


5.3.2 Расчёт режимов резания при зубофрезеровании m=4 z=34 x=0.

Зубофрезерование.

Режимы резания червячными фрезами обычно назначают исходя из минимальных затрат на зубообработку. При этом за основу принимают значения стойкости и износа фрезы по задней поверхности, определяемые по таблице 4.9 [3].

, .

 Полную обработку следует производить не более чем за 2-3 рабочих хода. Если вследствие недостаточной мощности или жесткости станка приходится производить два черновых хода, то обычно принимают глубину фрезерования и .

 Для повышения производительности принимают возможно большие значения подачи, которые при черновом нарезании ограничении обычно мощностью главного привода станка, а при чистовом – шероховатостью и волнистостью поверхности зубьев.

По таблицам 4.11 и 4.12 [3] определим подачи при черновом и чистовом нарезании зубчатого колеса однозаходной червячной фрезой:

черновое -

 чистовое -

 По таблице 4.13 определим скорость резания:

черновое

чистовое

Определим силу резания

Где Ср – коэффициент, учитывающий влияние постоянных факторов на силу резания (при зубофрезеровании червячной фрезой можно принять ); - коэффициент, учитывающий заходность фрезы;  - коэффициент, учитывающий твердость материала колеса.

Сила резания:

черновая обработка -

чистовая обработка -


5.3.3 Расчёт режимов резания при зубошлифовании m=4 z=34 x=0.

Зубошлифование.

К элементам режимов зубошлифования цилиндрических колес относятся скорость резания v, глубина шлифования t и подача S. При зубошлифовании различают подачу на глубину (St), радиальную подачу (Sрад), продольную подачу (Sпрод) и подачу обката (Sобк). Назначение режимов зубошлифования заключается в выборе такой величины этих параметров, которая обеспечивает наибольшую производительность при надлежащем качестве поверхности профиля зуба [3].

Приводимые в нормативах режимы шлифования относятся к кругам со сплошной рабочей поверхностью. В случае использования кругов с прерывистой рабочей поверхностью подача на глубину (St или Sрад) может быть увеличена на 35-40 %.

Большое значение для снижения машинного времени обработки имеет правильное назначение припуска на зубошлифование. Припуски должны быть минимальными, но при этом учитывать деформацию зубьев, получаемую после термической обработки колеса. В табл. 1 [5] приведены припуски на зубошлифование, учитывающие деформацию зубчатого венца после термической обработки и погрешности изготовления зубчатого венца при зубонарезании. Меньшие значения припусков относятся к колесам, имеющим малую склонность к поводке после термической обработки.

Принимаем припуск равным .

Так как при зубошлифовании используется станок 5М841, на котором установленный конические шлифовальные круги, то режимы обработки определяются в соответствии с табл. 2 [5].

Выбираем для колеса с модулем m=4 , при этом подача на глубину шлифования на один рабочий ход при черновой обработке , при чистовой -


  1.   Расчет норм времени.

Основное время – часть оперативного времени, затрачиваемое на изменение и(или) последующее определение состояния предмета труда, то есть время непосредственного технологического воздействия на предмет труда (деталь, сборочную единицу или изделие в целом). где  – число рабочих ходов в данном переходе, –подача, –расчетная длина перемещения инструмента при обработке.

Вспомогательным временем называют часть оперативного времени, затрачиваемую на выполнение приемов, необходимых для обеспечения изменения и последующего определения состояния предмета труда. Вспомогательное время затрачивается на установку, закрепление и снятие обрабатываемой заготовки или собираемой составной части изделия, управление механизмами оборудования, подвод и отвод режущего инструмента, измерение обрабатываемой заготовки и прочее.

Вспомогательное время определяется как 30% от основного времени.

Подготовительно-заключительное время – время, которое рабочий (или бригада рабочих) затрачивает на собственную подготовку и подготовку средств производства к выполнению нового производственного задания, новой партии деталей и выполнению всех работ, связанных с его окончанием.

Подготовительно-заключительное время затрачивается один раз на всю партию деталей, обрабатываемых на одном рабочем месте за смену, и не зависит от числа деталей в партии. Составляет 6% от основного времени.

Точение  55H11

 Основное время определено в соответствии с рекомендациями [2]:

Вспомогательное время:

 Штучное время:


Зубофрезерование m=4 z=34 x=0.

Основное время определено в соответствии с рекомендациями [3] :

  1.  глубина врезания [3]  

- угол наклона зубьев изделия

- диаметр фрезы

Получаем  

  1.  перебег  

Вспомогательное время:

 Штучное время:


Зубошлифование m=4 z=34 x=0.

Черновая обработка, чистовая обаботка ,

n=3000 об/мин.

Основное время определено в соответствии с рекомендациями [3]:

Вспомогательное время:

 Штучное время:


  1.  Конструирование и расчёт станочного приспособления
  2.  Принцип работы

В данном курсовом проекте в качестве станочного приспособления рассматривался зажим, участвующий в зубофрезировании. Принцип его действия состоит в том, чтобы компенсировать вертикальную силу резания при обработке зубьев, при этом прижимное действие осуществляется за счет воздействия винтов 7 на планку 2, которая прижимает «шестерню» к плите. Смещение обрабатываемой детали в горизонтальной плоскости ограничивается пальцами 10. Крепление зажима к станине станка осуществляется посредством фиксатора 3 и пальца 4.

  1.  Расчет приспособления

Максимальная сила резания при зубофрезировании составляет .  Из соотношения плеч воздействия отрывная сила действующая на планку составит

Средний отрывной момент действующий на винты равен

Определим силу затяжки, исходя из формулы:

 

  1.  - момент сопротивления стыка относительно нейтральной оси х, в нашем случае: ;
  2.   - коэффициент основной нагрузки, ;
  3.  - коэффициент запаса по нераскрытию стыка;
  4.   - площадь стыка;
  5.  z – количество винтов.

Сила затяжки равна:

            

  1.  Специальные инструменты
  2.  Режущий инструмент

Для обработки детали в основном использовался стандартный режущий инструмент:

Резец проходной ГОСТ 18877-73.

Предназначен для черновой и чистовой обработки наружных поверхностей, а также для снятия фасок.

Резец подрезной отогнутый (левый) ГОСТ 18880-73.

Предназначен для подрезания торцевых поверхностей, а также обработки внутренних технологических углублений.

Шлифовальный круг 92А25П ГОСТ2424-83

Применяется для шлифования поверхности до нужной шероховатости.

  1.   Описание спициального режущего инстурмента.
  2.  На операции 045 использована специальная цеховая червячная фреза, отличающаяся более лучшим профилем режущей кромки, что обеспечивает более лучшие параметры обработки (материал фрезы – сталь Р18).
  3.  На операции 070 использован специальный цеховой канавочный расточной резец, отличающийся специальной режущей поверхностью, что позволяет добиться требований по геометрии исходной канавки (материал режущей части – ВК8, державки – Сталь 45)

Чертежи режущего интсрумента представлены на листе 4.

  1.  Описание специального мерительного инстурмента.

В технологическом процессе изготовления шестерни применяются в основном стандартные контрольные приспособления..

Для контроля длины заготовки применяется линейка-300 ГОСТ 427-75, т.к. большой точности измерения не требуется.

Для контроля линейных размеров на технологических операциях используются штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89 (ШЦ – с отчетом по нониусу, II – двусторонний, 0-250 – диапазон измерений, 0,05 – значение отсчета по нониусу);

микрометр рычажный МРИ-50 ГОСТ 4381-68.

       Для контроля величины торцевых биений детали используется индикатор ИЧ02 ГОСТ 577-68. Для контроля внутреннего отверстия используются пробки Ø55Н11 и Ø55Н7.

Заключение

В данном курсовом проекте спроектирован технологический процесс изготовления детали «Шестерня» в условиях серийного производства.

На основе рабочего чертежа детали (см. лист 1):

  1.  Была спроектирована заготовка с расчетом припусков на механическую обработку (см. лист 1).
  2.  Были  проанализированы и доработаны маршрутный и операционный технологический процесс изготовления  шестерни (см. приложение, лист 1,2).
  3.  Были  рассчитаны режимы, силы  резания, произведен расчет времени операций (см. лист 2).
  4.  Были спроектированы специальные инструменты: режущий – канавочный резец и червячная фреза (см. лист 3).
  5.  Было спроектировано специальное приспособление – приспособление для фиксирования шестерни при зубофрезеровании (см. лист 3).
  6.  Было разработано специальное приспособление для контроля радиального и торцевого биения в соответствии с техническими требованиями чертежа детали (см. лист 4).

Список литературы

  1.  Cправочник технолога-машиностроителя/ под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К.  в двух томах, М.: Машиностроение, 1985  - 1 т.  657 с., 1 т. 496 с.
  2.  Справочник нормировщика-машиностроителя под ред. Струженстрах Е.Н. ,М.:Машгиз, 1961 – 2 т.
  3.  Калашников С.Н. Производство зубчатых колес, М.: Машиностроение,  1990
  4.  Курс лекций «Детали машин».
  5.  Интернет ресурс www.delta-grup.ru
  6.  Драгун А. Б. Режущий инструмент, Л: Лениздат, 1986-71с.
  7.  Рубинштейн С. А.  Основы учения о резании металлов и режущий инструмент, М.:Машиностроение 1968,392 с.
  8.  Справочник режимы резания металлов./  Под ред. Ю.В.Барановского – М.: Машиностроение, 1972.
  9.  Общемашиностроительные нормативы времени/ М.: Машиностроение, 1974.
  10.  Атлас контрольно-измерительных приспособлений./ Под ред. Ю.С.Степанова. – М.: Машиностроение, 1998.

Приложения


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82662. Организация труда и технико-экономическая оценка деятельности котельной №16 МУП «Гортепло» с тремя котлами 750.5 KB
  В настоящее время ситуация существенно изменилась. Уменьшение объема финансовых средств и материальных ресурсов, выделяемых из бюджета государства на развитие, ремонт и реконструкцию ТЭЦ и тепловых сетей, повлекло за собой: увеличение сроков сооружения тепловых электростанций и ввода новых...
82663. Редуктор конический с прямолинейными зубьями 183.6 KB
  Цель - спроектировать привод ленточного транспортера с одноступенчатым коническим прямозубым редуктором. Развить ощущение пропорции и получить конструкторские навыки, и опыт в решении комплексных инженерных заданий. Изучить влияние технологии изготовлении деталей на их конструкцию и метод расчета...
82664. Формирование баланса предприятия и определение источников финансирования инвестиций 3.93 MB
  Нормальное функционирование предприятия на сегодняшний день требует глубоких экономических знаний. Ведь в условиях рыночной экономики выживет лишь тот, кто наиболее грамотно и компетентно определит требования рынка, создаст и организует производство продукции, пользующейся спросом...
82665. Конституционно-правовая основа социального государства (анализ конституции РФ) 21.86 KB
  В качестве основной категории в определении социального государства выступает понятие социальной справедливости, под которой понимается как понятие о должном, содержащее в себе требование соответствия деяния и воздаяния.
82666. Мировая экономика. Глобальная экономика 23.93 KB
  Разберемся подробнее с понятием мировая экономика и международный бизнес и выясним их сущность. Для этого рассмотрим: Понятие экономика ее характерные черты и показатели. Мировая экономика и международный бизнес в наши дни.
82667. Понятие системного программного обеспечения. Операционные системы. Служебное (сервисное) программное обеспечение 61.26 KB
  Системное программное обеспечение комплекс программ которые обеспечивают управление компонентами компьютерной системы такими как процессор оперативная память устройства ввода-вывода сетевое оборудование выступая как межслойный интерфейс с одной стороны которого аппаратура...
82668. Взаимодействие общества и природы 44.9 KB
  Сейчас настала пора ввести в рассмотрение 3-й компонент человека. История взаимоотношений человека и природы представляет собой историческую часть социальной экологии которую она имеет как и любая другая описательно-конструктивная наука наподобие геологии географии демографии социологии и т.д.
82669. Группы социального риска 44.86 KB
  К группе риска относят следующие категории людей: инвалиды дети-сироты дети с отклоняющимся асоциальным девиантным поведением матери-одиночки неполные семьи пожилые одинокие престарелые люди и умственно отсталые беженцы люди подвергшиеся насилию алкоголики наркоманы бездомные жертвы экологических...
82670. Заемные и привлеченные источники. Особенности их привлечения и использования 66.11 KB
  Формирование финансовых ресурсов предприятия осуществляется за счет собственных и заемных средств. Потребность в денежных средствах возрастает что требует соответствующего финансирования прироста капитала поэтому при недостатке собственных средств предприятие может привлекать...