98614

Разработка технологической карты механической обработки фланца на основе типовых технологических процессов

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Описание условий эксплуатации детали. Механические,физические, и технологические свойства материалов детали. Выбор заготовки. Разработка технологического маршрута обработки и выбор баз. Выбор оборудования к оснастки. Выбор режущего и измерительного инструмента. Определение общих и операционных припусков.

Русский

2015-11-05

878.32 KB

10 чел.

 Оглавление

стр

Оглавление….…………………………………………………………………….. 3

Нормативные ссылки…………………………………………………………… ..4

Определения………………………………………………………………….…... 5

Обозначения и сокращения……………………………………………………... 6

Введение……………………………………………………………………….…. 7

1 Описание условий эксплуатации детали….………………………….…. 9

2Механические,физические, и технологические свойства материалов   

          детали……………………………………………………………………... 12

3 Выбор заготовки……………………….………………………………... 15

4 Разработка технологического маршрута обработки и выбор баз .…… 18

5 Выбор оборудования  к оснастки.………………………………………. 22

6 Выбор режущего и измерительного инструмента…………………….. 26

7 Определение общих и операционных припусков……………………... 29

8 Определение режимов резания.………………………………………… 34

Заключение………………………………………………………………………. 38

Список используемой литературы……………………………………………... 39

Нормативные ссылки

В данной курсовой работе использовались следующие нормативные ссылки

ГОСТ 1412-85 –– Свойство чугуна.

ГОСТ 3.1418-82 –– Единая система технологической документации.

ГОСТ 15150––Штангензубомер.

ГОСТ 166-89–– Штангенциркуль.

ГОСТ 20696-75 –– Сверла спиральные с коническим хвостовиком для труднообрабатываемых материалов.

ГОСТ 10902-77 –– Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком.

ГОСТ 15599-70 –– Зенковки цилиндрические для обработки опорных поверхностей под крепежные детали.

ГОСТ 2424-75 –– Круги шлифовальные.

ГОСТ 3.1118-82 –– ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт.

ГОСТ 18870-73 –– Резцы токарные проходные упорные из быстрорежущей стали.

ГОСТ 20695-75 –– Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком для труднообрабатываемых материалов.

ГОСТ 18872-73 –– Резцы токарные расточные из быстрорежущей стали для обработки сквозных отверстий.

ГОСТ 18868-75 –– Резцы токарные проходные, отогнутые с пластинами из быстрорежущей стали.

Определение

В данной курсовой работе использовались следующие определения

Шестерней правильно называть зубчатое колесо, которое является меньшим в сопряженной паре. Однако в разговорной речи уже давно шестерней называют любое зубчатое колесо. Каждая зубчатая передача содержит в себе шестерню. Шестерня представляет собой диск с зубьями на внешней или внутренней стороне.

Надёжность станочного оборудования – это свойство станочного оборудования обеспечивать бесперебойный выпуск годной продукции в заданном количестве в течение определённого срока службы.

Безотказность станка – это его свойство непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого промежутка времени.

База технологическая — подготовленная исходная поверхность изделия (детали), определяющая положение его при обработке.

Допуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями параметров (размеров, массовой доли, массы), задаётся на геометрические размеры деталей, механические, физические и химические свойства.

Класс точности  основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

Отверстие — термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы.

Отклонение — алгебраическая разность между размером (действительным или предельным размером) и соответствующим номинальным размером.

Поковка— черновая заготовка, либо промежуточная деталь.

Припуск – слой материала, подвергаемый снятию с заготовки при механической обработке. Припуск назначается в целях обеспечения точности действительных размеров, а также заданного качества поверхностного слоя обработанной детали.

Резец — однолезвийный инструмент для обработки с поступательным или вращательным главным движением резания и возможностью движения подачи в нескольких направлениях.

Свариваемость — свойство металлов или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки неразъемное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

Сверло — осевой режущий инструмент для образования отверстия в сплошном материале и (или) увеличения диаметра имеющегося отверстия.

Фреза — лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания без изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадает с осью вращения.

Обозначения и сокращения

В данной курсовой работе использовались следующие определения:

Ку – коэффициент закрепления операций.

Моn –  общее число операций, выполняемых в данном цехе (на участке) в месяц.

Соб –  число единиц оборудования, действующего в цехе (на участке).

Ra – шероховатость.

ρсм – допускаемые погрешности по смещению осей фигур.

ρкор – общая кривизна заготовки.

ρ0 – кривизна заготовки.

Ку – коэффициент уточнения.  

t – Глубина резания, мм.

S – Подача, мм/об.

V– Скорость резания, м/мин.

T– Период стойкости инструмента,мин.

Кмυ – поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки.

Кпυ – поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности.

Киυ – поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от режущего инструмента.

n – частоту вращения шпинделя, об/мин.

Vф – фактическая скорость резания, м/мин.

Т0 – Основное время

Твсп– Вспомогательное время.

lр.х– длина рабочего хода инструмента (по чертежу).

lвр,пер– величина врезания и перебега инструмента.

Введение

Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течении длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология обработки давлением, технология сварки, технология механической обработки, технология сборки машин. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения, охватывающей все этапы процесса изготовления, машиностроительной продукции.

Под «технологией машиностроения» принято понимать

научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагивающую вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. Это объясняется тем, что в  машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном путем механической обработки, так как другие способы обработки не всегда могут обеспечить выполнение этих технических требований. В процессе механической обработки деталей машин возникает наибольшее число проблемных вопросов, связанных с необходимостью выполнения технических требований, поставленных конструктором перед производством. Процесс механической обработки связан с эксплуатацией сложного оборудования – металлорежущих станков; трудоемкость и себестоимость механической обработки больше, чем на других этапах процесса изготовления машин.  Эти обстоятельства объясняют развитие «технологии машиностроения» как научной дисциплины в первую очередь в направлении изучения вопросов технологии механической обработки и сборки, в наибольшей мере влияющих на производственную деятельность предприятия.

Сложность процесса и физической природы явлений, связанных с механической обработкой, вызвала трудность изучения всего комплекса вопросов в пределах одной технологической дисциплины и обусловила образования нескольких таких дисциплин. Так, явления, происходящие при снятии слоев металла режущим и абразивным инструментом, изучаются в дисциплине «Резание металлов»; изучение конструкций режущих инструментов и материалов для их изготовления относится к дисциплине «Режущие инструменты». Эти специализированные технологические дисциплины сформировались раньше, чем комплексная дисциплина «Технология машиностроения».

В «Технологии машиностроения» комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали; пути построения наиболее рациональных, т. е. наиболее производительных и экономических, технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки; методы рационального построения технологических процессов сборки машин.

Таким образом, дисциплина «Технология машиностроения» изучает основы и методы производства машин, являющиеся общими для различных отраслей машиностроения.  

Целью данной курсовой работы является разработка технологической карты механической обработки фланца на основе типовых технологических процессов. В курсовой работе будут выполнены расчеты резания, провидены механические, физические и химические свойства, выбрано оборудование режущий и мерительный инструментов.

1. Описание условий эксплуатации детали.

Деталь шестерня представляет собой тело вращения и предназначена для передачи крутящего момента. Деталь имеет центральное гладкое отверстие. Это отверстие является основной конструкторской базой. Деталь имеет зубчатый венец с модулем и числом зубьев и эвольвентный шлицевый венец с модулем и числом шлицев . Зубья подвергаются цементации с последующей закалкой и отпуском.

Рисунок 1.1: Наглядный вид шестерня

Зубчатое колесо или Шестерня – это важнейшая деталь, которая применяется в механизмах зубчатой передачи и выполняет основную функцию - передает вращательное движения между валами, при помощи зацепление с зубьями соседней шестерни. Выглядит шестерня как диск с конической или цилиндрической поверхностью на которой на равном расстоянии расположены зубья. В зубчатой передаче шестерней называют малое зубчатое колесо с небольшим количеством зубьев, а большое - зубчатым колесом. В случае применения пары шестерен с одинаковым количеством зубьев, ведущую называют шестерней, а ведомую – зубчатым колесом. Но чаще всего все зубчатые колеса и малые и большие называют шестернями (шестеренками).

Заурядно используют шестерни парами с различным количеством зубьев, этот механизм зубчатой передачи позволяет преобразовать число оборотов валов и вращающий момент. Передаточное число - это отношение чисел оборотов валов в минуту, определяется отношением диаметров шестерен или отношением чисел из зубьев. К стати, число зубьев на колесах влияет на плавность хода передачи, чем их число больше, тем плавнее ход передачи. Ведущей шестерней называется та, вращение которой передается извне, а ведомой называют шестерню, с которой снимается вращающий момент. Если диаметр ведущей шестерни больше, то вращающий момент ведомой шестерни уменьшается за счёт пропорционального увеличения скорости вращения, и наоборот.

Изобретение Шестерни

Изобретатель шестерни не известен, в истории шестерни упоминаются Ктезибием он использовал древнее зубчатое колесо в своих водяных часах во II веке до нашей эры, а так же упоминает в своем сочинении о применение шестерен Архимедом в III веке до н.э. Есть данные о использовании шестерен Римлянами в начале новой эры. В работах Леонардо да Винчи, в чертежах некоторых механизмов присутствуют шестерни с формой зуба близкой к современной.

Области применения шестерен

Шестерни применяются в различных, сложных и простых механизмах в машиностроении, судостроении, в пищевой и горнодобывающей промышленности, а так же: в буровых установках, железно дорожных вагонах, в подъемных кранах, в автомобильных дифференциалах, коробке передач, танках, лебедках, шестеренных гидромашинах – насосах, часах и в прочих механизмах.

Конструкция передачи со многими сателлитами обеспечивает зацепление большего числа зубцов и потому меньшую нагрузку на каждый зубец. Это позволяет достичь меньших размеров и массы по сравнению с обычной передачей при той же передаваемой мощности.

Соосность ведущих и ведомых валов облегчает компоновку машин и каскадных механизмов.Сбалансированность сил в передаче приводит к меньшему уровню шума.

Конструкция передачи позволяет достичь больших передаточных отношений при малом числе колёс.

К недостаткам относят повышенные требования к точности изготовления и сборки, а также малый КПД при больших передаточных отношениях.

Рисунок 1.2 Посадочный и зацепление

Рисунок 1.3

Таблица 1.1

2.Механические,физические, и технологические свойства материалов   детали.

Деталь изготавливается из легированной высококачественной стали 20ХН3А ГОСТ 4543-71. Механические свойства и химический состав стали 20ХН3А приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 2.1 – Механические свойства стали 20ХН3А

, МПа

, МПа

, %

, Дж/см2

HB

950

750

12

110

255

Таблица 2.2 – Химический состав стали 20ХН3А

В процентах

C

Cr

Ni

Mn

Si

P

S

0,17- 0,24

0,60 - 0,90

2,75 - 3,15

0,30 - 0,60

0,17 - 0,37

0,025

0,025

Шестерня относится к деталям типа тел вращения, имеет центральное отверстие. Деталь является достаточно жесткой в осевом и радиальном направлении, это означает, что при изготовлении детали могут быть использованы нормативные режимы резания без их уменьшения. Деталь имеет хорошие базовые поверхности: центральное отверстие, торцы и наружную цилиндрическую поверхность. Это обстоятельство позволяет использовать относительно несложные станочные приспособления на операциях механической обработки.

В соответствии с ГОСТ 14.201-73 рассчитываем количественные показатели технологичности.

Определяем средний квалитет точности изготовления поверхностей детали по формуле

, (2.1)

где ITi – квалитет точности i-ой поверхности,

ni – количество поверхностей, имеющих квалитет точности ITi.

Для расчета среднего квалитета точности составляем таблицу 3.

Таблица 2.3 – Точность поверхностей детали

Квалитет точности IT

7

10

12

14

Количество поверхностей

2

1

1

13

Рассчитываем коэффициент точности по формуле

          (2.1)

Рассчитываем коэффициент шероховатости. Для его расчета составляем таблицу 4.

Таблица 2.4 – Шероховатость поверхностей детали

Значение шероховатости Ra

1,0

3,2

6,3

12,5

Количество поверхностей

4

1

3

11

Среднюю шероховатость определяем по формуле

, (2.2)

где Rai – значение шероховатости i-ой поверхности,

ni – количество поверхностей, имеющих одинаковую шероховатость.

мкм

Коэффициент шероховатости рассчитываем по формуле

  (2.3)

Рассчитываем коэффициент использования материала по формуле

 ,   (2.4)

где mд – масса детали,

mз – масса заготовки.

3. Выбор заготовки.

Размеры и форма детали позволяют получить ее заготовку штамповкой на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП). Этот метод обеспечивает достаточно высокую точность размеров заготовки и необходимую производительность.

Определяем стандартные параметры точности заготовки по ГОСТ 7505-89.

Группа стали – М2.

Класс точности поковки – Т3.

Расчетная масса поковки

,

где kр – расчетный коэффициент.

кг

Размеры фигуры (цилиндра), описывающей поковку:

- диаметр

мм

- длина

мм

Масса фигуры, описывающей поковку

Отношение расчетной массы поковки к массе фигуры

mр :mф = 5,34 : 11,368 = 0,47

Степень сложности поковки – С2.

Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская).

По группе стали, классу точности и степени сложности определяем исходный индекс поковки – 11.

Припуски и кузнечные напуски

Основные припуски на размеры, мм:

1,7 – диаметр 135 мм и чистота поверхности 6,3;

1,4 – диаметр 123 мм и чистота поверхности 12,5;

1,8 – диаметр 170 мм и чистота поверхности 6,3;

1,8 – толщина 55 мм и чистота поверхности 1,0;

1,2 – толщина 30 мм и чистота поверхности 12,5.

Дополнительные припуски, учитывающие:

смещение по поверхности разъема штампа – 0,3 мм;

отклонение от плоскостности – 0,4 мм.

Штамповочный уклон:

на наружной поверхности – не более 5 принимается 5;

на внутренней поверхности – не более 7 принимается 7.

Размеры поковки и их допускаемые отклонения

Размеры поковки, мм:

диаметр принимается 139;

диаметр принимается 174,5;

диаметр принимается 126,5;

толщина принимается 33,5;

толщина принимается 59,5.

Радиус закругления наружных углов – 3,6 мм.

Допускаемые отклонения размеров, мм:

диаметр ;

диаметр ;

диаметр ;

толщина ;

толщина .

Допускаемая величина остаточного облоя 0,8 мм.

Допускаемое отклонение от плоскостности 0,8 мм.

Допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура поковки 1,0 мм.

Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа 0,6 мм.

Допустимая величина высоты заусенца 3,0 мм.

Рассчитываем стоимость заготовки по формуле

где Сi – базовая стоимость 1 т заготовок;

Q – массазаготовки;

Кт – коэффициент, зависящий от класса точности;

Кс – коэффициент, зависящий от степени сложности;

Кв – коэффициент, зависящий от массы заготовки;

Кп – коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовок;

Км – коэффициент, зависящий от марки материала;

q – массадетали;

Sотх – цена 1 т отходов.

4. Разработка технологического маршрута обработки и выбор.

Существует ряд основных принципов базирования заготовок

1. При высоких требованиях к точности обработки для базирования заготовок необходимо выбирать такую схему базирования, которая обеспечивает наименьшую погрешность.

2. Для повышения точности деталей и собранных узлов необходимо применять принцип совмещения баз: совмещать базовую, измерительную и сборочные поверхности.

3. Целесообразно соблюдать принцип постоянства базы. При перемене баз в ходе технологического процесса точность обработки снижается из-за погрешности взаимного расположения новых и применяемых ранее базовых поверхностей.

Для установки заготовок на первой операции технологического процесса используют необработанные поверхности, так называемые черные базовые поверхности. Как правило, эту черную базовую поверхность используют однократно, на первой установке, так как повторная установка на необработанную поверхность может привести к значительным погрешностям во взаимном положении обработанных при этих установках поверхностей. Выбранная черная базовая поверхность должна обеспечивать равномерное распределение припуска длядальнейшей обработке и наиболее точное взаимное положение обработанных и необработанных поверхностей у готовых деталей. На первых операциях технологического процесса обрабатывают основные базовые поверхности.

Цель выбора метода обработки – обеспечить наиболее рациональный процесс обработки заготовки. В зависимости от требований, предъявленных к точности размеров, форм, расположения и параметров шероховатости детали с учетом ее размеров, массы, технических требований, выбирают один

4.1 Рисунок  Шестерня

или несколько возможных методов обработки и тип соответствующего оборудования.

В зависимости от типа производства, для данной курсовой работы было выбрано мелкосерийное производство, заготовка отрезается из проката.

Токарная

Подрезать торец большого шестерня и торец центрирующего пояска, точить наружную цилиндрическую поверхность пояска с припуском под шлифование, точить канавку и фаски. Технологическая база - наружная поверхность и торец шестерня. Станок токарный.

Токарная

Подрезать второй торец большого шестерня, точить его наружную поверхность и фаску. Технологическая база - поверхность центрирующего пояска и его торец.

Сверлильная

Сверлить и зенковать отверстия. Технологическая база - поверхность центрирующего пояска и его торец. Станок вертикально-сверлильный.

Фрезерная

Фрезеровать шестерня. Технологическая база - поверхность центрирующего пояска и его торец плюс крепежное отверстие. Станок - вертикально-фрезерный.

Шлифовальная

Шлифовать наружную поверхность центрирующего пояска и торец. Технологическая база - наружная поверхность большого шестерня. Станок - универсально-шлифовальный или торцекруглошлифовальный.

045 Контрольная.

Таблица: 4.1

Номер операции

Наименование и содержание операции

Модель станка

Режущий инструмент

Технологические базы

1

2

3

4

5

05

Токарная с ЧПУ

1. Черновое точение торцев123 и 170

2. Чистовое точение торца 123

3. Черновое растачивание отверстия 100

4. Чистовое растачивание отверстия 100

16К20Т1

Резец проходной 25ç16, Т15К6

Резец расточной 25ç25, Т15К6

Поверхность 170, торец

10

Токарная с ЧПУ

1. Черновое точение торцев135 и 170, поверхностей 135 и 170

2. Чистовое точение торца 135 и поверхности 135

3. Точение канавки

16К20Т1

Резец проходной 25ç16, Т15К6

Резец канавочный 25ç16, Т15К6

Отверстие, торец

15

Зубодолбежная

1. Долбление шлицев

5122

Долбяк100, Р6М5

Отверстие, торец

20

Зубофрезерная

1. Фрезерование зубьев

5В312

Фреза червячная 100, Р6М5

Отверстие, торец

25

Термическая

Печь нагревательная

30

Внутришлифовальная

1. Шлифование отверстия 100

2. Шлифование торца 123

3К228В

Круг шлифовальный 1-805020 Э9А 40 СМ1 7 К 40м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83

Круг шлифовальный 11-125/924532-13,13,70 Э5 40 СМ2 7 Б 40м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83

Зубья, торец

35

Плоскошлифовальная

1. Шлифование торца 135

3Д723

Круг шлифовальный 1-45080203 Э25 СМ1  К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83

Торец

40

Зубошлифовальная

1. Шлифование зубьев

5841

Круг шлифовальный 4-2502576-5 ЭБ25 СМ1  К 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83

Отверстие, торец

45

Контрольная

Стол ОТК

Далее проведем расчет по определению промежуточных ступеней обработки элементарной поверхности 47H7.

Входные данные:

1. Размер обрабатываемой поверхности с полем допуска 47h7;

2. Допуск на размер Тдет=0,025;

3. Размер допуска заготовки 14Н14:

Следовательно допуск заготовки – Тзаг=3,2;

4. Шероховатость поверхности 47H7:

для детали –Ra 1,25;

для заготовки – Rа 40.

Определяем общее уточнение:

Принимаем128.

Определим количество ступеней или операций по обработке элементарной поверхности по формуле:

Принимаем n=5.

Определим на сколько квалитетов повышается точность размера детали по сравнению с размером заготовки по формуле:

ITзаг- ITдет=18-7=11

11=6+3+2

Определим какими методами обработки достигаются определенные квалитеты точности:

  1.  18-6=12 – H12 – получистовое точение;
  2.  12-3=9 – H9 – чистовое точение;
  3.  9-2=7 – H7 – чистовое шлифование;

Далее разрабатываем операционный техпроцесс для двух разноименных операций механической обработки детали.

5. Выбор оборудования  к оснастки

Тип применяемого оборудования выбирается в зависимости от разработанного технологического маршрута изготовления детали при формировании отдельных операций. Модель оборудования уточняется с учетом требований, которые должны быть обеспечены при выполнении данной операции. При выборе технологической оснастки учитываются: тип производства, вид изделия и программа его выпуска, характер намеченной технологии, возможность максимального применения имеющейся оснастки.

Конкретную модель станка, необходимую для выполнения операции, выбираем исходя из следующих показателей:

  1.  Вид обработки – токарная, фрезерная, сверлильная, шлифовальная и т.п. Точность и жёсткость станка.
  2.  Габаритные размеры станка (высота и расстояние между центрами,
    размеры стола).
  3.  Мощность станка, частота вращения шпинделя, скорость подачи.
  4.  Возможность механизации и автоматизации выполняемой операции.
  5.  Цена станка.

При среднесерийном производстве станок должен удовлетворять не только всем требованиям данной обработки, но и обеспечивать заданную производительность. С целью экономного расходования электроэнергии, обработку детали планируем на станках возможно меньших размеров, имеющих соответственно менее мощные электродвигатели.

Операции 020, 025, 060, 065 выполняются на токарно-винторезном станке 1А616, значение параметров которого даны в табл. 6.1. Станок используется для обработки торцовых и цилиндрических поверхностей изделий из чугуна и стали резца и быстрорежущей стали с пластинами из твердого сплава. Станина с передним суппортом, задний суппорт и задняя бабка располагаются на общей плите. Передняя бабка устанавливается на отдельной плите и крепится к ней болтами. Все валы коробки скоростей и шпиндельная группа смонтированы на подшипниках качения. На планшайбу передаются 18 чисел оборотов с общим диапазоном регулирования – 50. В качестве приспособления используется трехкулачковыйпневмопатрон, а в качестве инструмента резцы с твердосплавными пластинами Т5К6.

Таблица 5.1. параметры токарно-винторезного станка 1А616

Параметр

Значение

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки (мм):

над станиной

под суппортом

Наибольшая длина:

обрабатываемой заготовки (мм):

Частота вращения шпинделя, об/мин:

Подача суппорта, мм/об:

продольная

поперечная

Мощность электродвигателя главного привода, кВт:

400

200

635, 935, 1335, 1935

12,5-1600

0,05-2,8

0,025-1,4

10

Операция 030 выполняется на горизонтально протяжном станке для внутреннего протягивания МП7А523 параметры которого представлены в табл. 6.2. Станок предназначен для обработки протягиванием сквозных отверстий различной формы и размеров: круглых, шлицевых отверстий, шпоночных пазов и т.д.

Таблица 5.2. Технические характеристики станка МП7А523

Параметр

Значение

Номинальное тяговое усилие, кН

Наибольшая длина хода рабочих салазок, мм

Наибольший наружный диаметр устанавливаемой

заготовки, мм

Наибольшая длина применяемой протяжки, мм

Привод станка

Скорость рабочего хода, м/мин.

Мощность электродвигателя главного привода, кВт

Суммарная мощность электродвигателей, кВт

Габаритные размеры, мм

Масса станка, кг

100

1250

600
1365
гидравлический
1,5-12
11
11,38
6000х1940х2300

3600

Операция 040 выполняется вертикальный зубофрезерным станком полуавтоматом 5К32 характеристики которого приведены в табл. 6.3.

Станок предназначен для фрезерования цилиндрических зубчатых колес, а также червячных колес радиальным методом в условиях единичного, мелкого и среднесерийного производства.

Нарезание зубчатых колес производится по способу обкатки фрезы и обрабатываемой заготовки методами «попутного» и «встречного» зубофрезерования с диагональной и обычной подачами.

При зубофрезеровании с диагональной подачей фреза перемещается вдоль нарезаемого зуба и одновременно вдоль собственной оси, что значительно повышает ее стойкость.

Конструкция станка предусматривает возможность радиального врезания фрезы в заготовку, что сокращает машинное время обработки.

Станок работает по полуавтоматическому циклу.

Станок выполнен в соответствии с нормами точности по ГОСТ 659—67.

Движения в станке. Главное движение — вращение фрезы. Подачи: вертикальная — суппорта , радиальная — стола. Делительное вращение стола и заготовок. Ускоренные перемещения: суппорта, стола, передвижение фрезы, вращение стола.

При обработке прямозубых колес в станке должны осуществляться следующие движения: главное движение, вертикальная подача суппорта, вращение стола и установочные перемещения суппорта. При автоматических циклах, кроме того, совершаются радиальная подача и установочные перемещения стола. При обработке косозубых колес необходимо еще дополнительное вращение стола для обработки зубьев, расположенных по винтовой линии.

При обработке червячных колес методом радиальной подачи в станке совершаются: главное движение, радиальная подача и установочные перемещения стола.

 В качестве контрольно-измерительных инструментов для оценки точности обработки выбираем микрометр (для измерения наружного диаметра). Микрометры широко используют для измерения диаметра шлифуемой поверхности, преимущественно в инструментальном производстве. Кроме того, применяют образцы шероховатостей. Что позволяет быстро и четко определить полученные значения и сравнить с требуемыми.

Таблица 5.3. Технические характеристики зубофрезерного станка 5К32

Наименование параметра

5К32

Наибольший модуль нарезаемого колеса, мм

10

Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических прямозубых колес (0°), мм

800

Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (30°), мм

500

Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (45°), мм

350

Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических косозубых колес (60°), мм

120...250

Наибольший диаметр червячных нарезаемых колес, мм

800

Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических прямозубых колес (0°), мм

350

Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (30°), мм

200

Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (45°), мм

150

Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических косозубых колес (60°), мм

130

Наименьшее число нарезаемых зубьев

12

Габаритные размеры станка (длин х ширина х высота), мм

2550
1510
2000

Масса станка с электрооборудованием и охлаждением, кг

7200

Зубофрезерная

.

Измерительные приборы: штангельзубомер, шагомер.

6. Выбор режущего и измерительного инструмента

6.1 Резец токарный подрезной отогнутый с сечением державки НВ = 2520 мм, с углом врезки в стержень 0є, угол в плане ц=90є, длиной L= 140 мм, с пластиной твердого сплава марки Т15К6, правый.

Резец 2112-0061 Т15К6 ГОСТ 18880-73

6.2 Резец токарный проходной отогнутый с сечением державки НВ = 2520 мм, с углом врезки пластинки в стенки 0є, угол в плане ц=45є, длиной L=140 мм, с пластиной из твердого сплава марки Т15К6, правый, левый.

Резец 2102-0079 Т15К6 ГОСТ 18877-73

Резец 2102-0080 Т15К6 ГОСТ 18877-73

6.3 Резец токарный расточной с пластинами из твердого сплава Т15К6 для обработки сквозных отверстий типа 1, исполнение 1, сечением НВ=2525, длиной L= 200 мм, l=70 мм, с углом врезки пластинки в стержень 0є, угол в плане 60є.


Резец 2140-0029 Т15К6 ГОСТ 18882-73.

6.4 Резец специальный для растачивания канавки. Протяжка круглая переменного резания для отверстия 72 N7, длиной L=750 мм, диаметром d=50 мм, группа заточки 2, исполнение 1.

Протяжка 2400-1198 Р9 ГОСТ 20365-74

6.5 Фреза червячная чистовая однозаходная для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем типа 2, правозаходная, модулем m0=4 мм, без модификации, класса точности АА, исполнение 2. D = 90 мм; d = 32 мм; L = 140 мм

Фреза 2510-4181 АА ГОСТ 9324-80

6.6Шевер тип 2 m0=4; z =41

Наружный диаметр dа0=177,73 мм, делительный диаметр d0=164,626 мм, основной диаметр dв0=154,629 мм, угол наклона линии зуба =5є, материал Р18

Шевер m0=4,0 Р18 ГОСТ 8570-80

6.7 Притиры чугунные для притирки зубьев m0=4, количество притиров 2, наибольшая чистота вращения 425 мин

6.8 Шлифовальный круг типа ПП

Наружным диаметром = 63 мм, высотой Н = 40 мм, диаметром посадочного отверстия = 16 мм, из белого электрокорунда марки 25 А, зернистость 25, степень твердости СМ-1, № структуры 8, на керамической связке К5, с рабочей скоростью 35 м/с, класс точности А, первого класса неуравновешенности.

ПП 634016 25А СМ1 8 К5 35 м/с 1 кл. ГОСТ 2424-83

6.9 Штангензубомер с нониусами предназначен для измерения расстояния между разноименными боковыми поверхностями зуба цилиндрических прямозубых и косозубых колес внешнего зацепления по хорде.

Вид климатического исполнения УХЛ  4 по ГОСТ 15150.

6.10 Штангенциркуль.

Изменение №1 к ГОСТ 166-89 от 01.02.1991 (текст интегрирован в текст или описание стандарта)


Изменение №2 к ГОСТ 166-89 от 01.07.1993 (текст интегрирован в текст или описание стандарта)

7. Определение общих и операционных припусков

Аналитически рассчитываем припуски на поверхность 100+0,035. Заготовка детали получена штамповкой на КГШП. Маршрут обработки поверхности включает следующие операции:

- черновое точение;

- чистовое точение;

- шлифование.

Припуски рассчитываем по формуле [7.1]

, (7.1)

где Rzi-1 – высота микронеровностей, полученных на предыдущей операции;

Ti-1 – глубина дефектного слоя, полученного на предыдущей операции;

– пространственное отклонение, полученное на предыдущей операции;

– погрешность базирования на данной операции.

Выписываем значения Rz и Т для всех операций:

- для заготовки

Rz = 150 мкм, Т = 250 мкм;

- для чернового точения

Rz = 50 мкм, Т = 50 мкм;

- для чистового точения

Rz = 20 мкм, Т = 25 мкм.

Рассчитываем пространственное отклонение (7.2)

, (7.2)

где – допуск на смещение по поверхности разъема штампа;

– допуск на эксцентричность (несоосность) прошиваемого центрального отверстия по отношению к наружному контуру заготовки.

мм

мм

мм

Определяем погрешность закрепления.

мкм

мкм

мкм

Рассчитываем припуски на все операции техпроцесса.

мкм

мкм

мкм

Для дальнейших расчетов составляем таблицу 7.1

Таблица 7.1 – Расчет припусков и предельных размеров по операциям на обработку отверстия 100+0,035

Наименование операции

Элементы припуска, мкм

Припуск , мкм

Расчетный размер dр, мм

Допуск , мкм

Предельные размеры, мм

Предельные припуски, мм

Rz

Т

dmin

dmax

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Заготовка

150

250

1166

96,365

2000

94

96

Точение черновое

50

50

70

130

21573

99,511

350

99,16

99,51

3510

5160

Точение чистовое

20

25

47

7,8

2170

99,851

87

99,764

99,851

341

604

Шлифование

5,2

292

100,035

35

100,000

100,035

184

236

Графа в таблице 6 «Расчетный размер»  (dР) заполняется, начиная с конечного размера, последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Для чистового точения:

мм;

для чернового точения:

мм;

для заготовки:

мм.

Значения допусков для каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Для заготовки:  з = 2000 мкм; для чернового точения:1 = 350 мкм; для чистового точения: 2 = 87 мкм; для шлифования: 3= 35 мкм.

Предельный размер (dmax) получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода.

Предельный размер (dmin)определяется путем вычитания из наибольших предельных размеров допусков соответствующих переходов.

Тогда наименьший диаметр при шлифовании:

мм;

при чистовом точении:

мм;

при черновом точении:

мм;

для заготовки:

мм.

Предельные значения припусков определяем по формулам [2]:

максимальный припуск

;

минимальный припуск

.

Для шлифования

мм;

мм;

для чистового точения

мм;

мм;

для чернового точения

мм;

мм.

Определяем общие припуски.

мкм

мкм

Общий номинальный припуск определяем по формуле

,

где ESз и ESд – верхние отклонения диаметра заготовки и диаметра детали соответственно.

мкм

Номинальный диаметр заготовки определяем по формуле (7.3)

,(7.3)

где dдном – номинальный диаметр детали.

мм

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

мкм; мкм;

мкм; мкм;

мкм; мкм.

На все остальные обрабатываемые поверхности припуски и предельные отклонения определяем по ГОСТ 7505-89 и сводим в таблицу 7.2

Таблица 7.2 – Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности шестерни

В миллиметрах

Размер детали

Припуск

Предельные отклонения

табличный

расчетный

100+0,035

-

22,35

135-0,16

22,0

-

170-1

22,25

-

123-1

21,75

-

300,26

21,75

-

550,37

22,25

-

8. Определение режимов резания

Операция 05 – токарная с ЧПУ. Станок модели 16К20Т1. Инструмент с пластинкой твердого сплава Т15К6. Содержание операции: черновое точение торцев123 и 170, чистовое точение торца 123, черновое и чистовое растачивание отверстия 100.

Глубина резания

t = 1,75 мм.

Рекомендуемая и принятая по паспорту станка подача

Sо = 0,4 мм/об.

Рассчитываем скорость резания по формуле [8№1]

, (8.1)

где CV – постоянный коэффициент для данного вида обработки,

Т – стойкость,

t – глубина резания,

S – подача,

KV – поправочный коэффициент.

,

где КиV – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента,

КмV – коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала,

КпV – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности.

, (8.2)

где Кг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости,

nV – показатель степени.

КиV = 1,0

КпV = 0,8

Т = 45 мин

CV = 350

x = 0,15

y = 0,35

m = 0,2

м/мин

Рассчитываем частоту вращения шпинделя.

   (8.3)

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 160 мин-1.

Рассчитываем действительную скорость резания

(8.4)

м/мин

Рассчитываем необходимую частоту вращения шпинделя для 123.

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 250 мин-1.

м/мин

Для растачивания отверстия 100 принимаем скорость на 20% меньше.

м/мин

Рассчитываем необходимую частоту вращения шпинделя

мин-1

Принимаем по паспорту станка частоту вращения nпр = 250 мин-1.

м/мин

Силу резания рассчитываем по формуле [8.5]

, (8.5)

где CP – постоянный коэффициент,

x, y, n – показатели степени.

СР = 300

x = 1

y = 0,75

n = -0,15

,

где КмР – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала,

, , , - коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента.

    (8.6)

Н

Мощность резания

  (8.7)

кВт

Мощность двигателя главного привода станка

кВт

N<Nст

Таким образом, привод станка обеспечивает обработку при заданных режимах.

Операция 35 – плоскошлифовальная. Станок модели 3Д723.

Режимы резания определяем по [10].

Продольная подача

,

где В – ширина круга.

мм/дв.ход

Скорость детали

V = 20 м/мин

Число двойных ходов стола

мин-1

Принимаем nд.х. = 9 мин-1

Заключение

В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс изготовления шестерни, рассчитаны все режимы резания для каждой операции, спроектировано и рассчитано на прочность и точность специальное станочное приспособление для зубофрезерной операции.

Разрабатывая технологический маршрут обработки, предварительно произведен технологический анализ чертежа, приняты во внимание технологические требования, опираясь на основные принципы базирования, выбраны черновые и чистовые базы.

Для обработки заготовки подобрано соответствующие оборудование по мощности и производительности, а также оснастка, режущий и измерительный инструмент. Рассчитаны  общие  и операционные припуски, режимы резания:  подача для каждого перехода и операции, глубина резания и длина обрабатываемой  поверхности путем аналитического расчета, а на остальные  назначены по опытно - статистическим данным.

Составлена карта механической обработки зубчатого колеса, все данные разделов курсовой работы емко и содержательно отображены в ней

Список литературы

1 Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справ.пособие. - Мн.: Беларусь, 1991.

2 Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. - Мн.: Выш. шк., 1983.

3 Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справ. - М.: Машиностроение, 1979.

4 Дипломное проектирование по технологии машиностроения /Под общ.ред. В.В. Бабука. - Мн.: Выш. шк., 1979.

5 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Зуборезные, горизонтально – расточные станки. - М.: Машиностроение, 1974.

6 Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на шлифовальных и доводочных станках. - М.: Машиностроение, 1974.

7 Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного  на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство. - М.: Машиностроение, 1974.

8 Режимы резания металлов: Справ. /Под ред. Ю.В. Барановского. - М.: Машиностроение, 1972.

9 Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.

10 Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985

11 Станочные приспособления: Справ. /Под ред. Б.Н. Вардашкина,       А.А. Шатилова. – М.: Машиностроение,1984. – Т. 1 - 2.

12 Технологическая оснастка: Учеб.для студентов машиностроительных специальностей вузов /М.Ф. Пашкевич, Ж.А. Мрочек, Л.М. Кожуро, В.М. Пашкевич. – Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002.

13 Технология машиностроения. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности Т 03.01.00 "Технология, оборудование и автоматизация машиностроения" /Сост. В.А. Лукашенко. – Могилев: ГУВПО «Белорусско-Российский университет», 2004.

37


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9403. Предварительное расследование. Понятие, сущность и значение предварительного расследования (ПР). 47.5 KB
  Тема №10: Предварительное расследование. Понятие, сущность и значение предварительного расследования (ПР). ПР рассматривают как: - как стадию - как деятельность ПР это 2 ая стадия. Основное содержание данной стадии образует основанная на законе деяте...
9404. Следственные действия и порядок их производства 106.5 KB
  Тема 11: Следственные действия и порядок их производства. Понятие, виды и система следственных действий. Двойственный подход к определению понятия следственных действий. С принятием УПК под следственными действиями понимаются процессуальные де...
9405. Приостановление предварительного расследования 57 KB
  Тема №12. Приостановление предварительного расследования. понятие, основания и условия приостановления предварительного следствия. процессуальный порядок приостановления предварительного следствия. возобновление предварительного сл...
9406. Прекращение уголовного дела. 36 KB
  Тема № 13. Прекращение уголовного дела. понятие и сущность прекращения УД. Прекращение уголовного преследования. основания прекращения УД и уголовного преследования. процессуальный порядок прекращения УД и уголовного преследования....
9407. Окончание предварительного следствия. Составление обвинительного заключения 49 KB
  Тема №14. Окончание предварительного следствия. Составление обвинительного заключения. основания окончания предварительного следствия и сущность осуществляемой при этом деятельности процессуальный порядок осуществления действий по оконча...
9408. Обвинительное заключение 27 KB
  Тема №15. Обвинительное заключение. понятие, сущность и значение структура и содержание Обвинительное заключение (ОЗ) завершает деятельность следователя по расследованию уголовного дела, отражает сущность обвинения, выводы след...
9409. Дознание. Обвинительный акт, завершающий дознание 28 KB
  Дознание. Обвинительный акт, завершающий дознание - равно как и ОЗ является итоговым процессуальным документом. Им завершается производство дознания. С момента составления появляется обвиняемый. Ч.2 ст.225 УПК РФ обязывает дознавателя ознакомить обв...
9410. Подсудность уголовных дел. Подготовка и назначение судебного заседания 68.5 KB
  Тема №17: Подсудность уголовных дел. Подготовка и назначение судебного заседания. Подсудность: понятие и виды. Ст.47 К РФ: каждому гарантируется, что никто не может быть лишен права на рассмотрение его дела в том суде и тем судьей, к подсуднос...
9411. Судебное разбирательство в суде 1 инстанции 57 KB
  Тема: Судебное разбирательство в суде 1 инстанции. Судебное заседание - процессуальная форма осуществления правосудия в ходе досудебного и судебного производства по уголовному делу (п.50 ст.5 УПК РФ). Судебное разбирательство в уголовном процес...