Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
шестерня режущий металл термический
В данной работе приведены основные этапы проектирования технологического процесса для детали - шестерня.
На основе чертежа детали было выполнено: анализ технологической конструкции; выбор заготовки (выполнен чертеж) с назначением припусков и отклонений; спроектирован технологический процесс (заполнена технологическая документация); выбраны режущий и вспомогательный инструменты; выбраны режимы обработки; назначены нормы времени.
Требуемые технологические расчеты приведены в пояснительной записке. В процессе проектирования заполнена технологическая документация (приведена в конце пояснительной записки).
1 . Назначение деталей и ее поверхностей
Деталь шестерня 60640 (1) входит в состав коробки передач самоходного комбайна СК-4.
Коробка передач предназначена для изменения крутящего момента двигателя при одновременном изменении оборотов выходного вала, длительного отсоединения двигателя от остальных узлов трансмиссии комбайна. Коробка передач имеет три передачи переднего хода и одну заднего хода.
Данная деталь является промежуточной шестерней. Шестерня 1 левой стороной зубчатого венца находится в постоянном зацеплении с шестерней 2 промежуточного вала и с шестерней 3 передаточного вала коробки.
Левый торец шестерни упирается в буртик вала 4, а правый торец соприкасается с левым торцом шестерни 2.
Рисунок 1.1 - Коробка передач (фрагмент)
2. Характеристика материала детали
Деталь изготовлена из стали 18ХГТ ГОСТ 4543-71. Сталь легированная конструкционная качественная, предназначена для изготовления деталей, работающих на больших скоростях и высоких удельных давлениях при наличии ударных нагрузок в условиях повышенного износа. Изготавливают шестерни, кулачковые муфты, втулки, шпиндели, работающие в подшипниках скольжения, червяки, оправки, шлицевые валики и т.п.
Сталь цементуемая, после цементации деталь подвергается закалке и отпуску, что обеспечивает высокую твердость поверхностного слоя и мягкую сердцевину и позволяет работать детали на изгиб.
Таблица 2.1 - Химический состав материала детали в процентах
Таблица 2.2 - Механические свойства материала детали в состоянии поставки
Таблица 2.3 - Режимы термической обработки
Таблица 2.4 - Механические свойства материала детали после термообработки
3. Выбор заготовки и ее проектирование
Выбор заготовки зависит от материала, размеров, формы, условий работы, а так же масштаба производства.
Шестерня изготовлена из легированной стали 18ХГТ ГОСТ 4543-71 , имеет простую конфигурацию. Деталь имеет внутренний диаметр больше половины наружного диаметра d > 0.5D (72 > 0.5?114.8) и высота H < D поэтому в качестве заготовки принимаем кольцо раскатное, полученное ковкой на молотах по ГОСТ 7829-70.
Таблица 3.1 - Исходные данные для расчета
Расчет размеров заготовки. Размеры заготовки, мм:
Наружный диаметр (114.8+10) ± 3 = 125 ± 3 мм;
Ширина (38+7) ± 2 = 45 ± 2 мм;
Внутренний диаметр (72 - 13) ± 3 = 59 ± 3 мм.
Радиус закругления наружных углов - 2,5 мм.
Эскиз заготовки шестерни представлен на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Эскиз заготовки шестерни
4 . Технологический процесс обработки заготовки детали
Разработать технологический маршрут обработки детали - значит определить необходимые технологические операции, их содержание и последовательность выполнения.
Таблица 4.1 - Технологический процесс обработки заготовки детали
|
Номер и код операции |
Наименование операции и краткое ее содержание |
Схема базирования |
Оборудование |
|
|
Отковать заготовку |
||||
|
Токарная Установ А 1. Установить заготовку. 2. Точить торец 1. 3. Расточить отверстие начерно. 4. Расточить отверстие начисть. 5. Расточить фаску 2. 6. Расточить канавку 3. Установ Б 7. Установить заготовку. 8. Точить торец 4. 9. Расточить фаску 5. |
||||
|
Шлифовальная 1. Установить заготовку. 2. Шлифовать отверстие предварительно. 3. Шлифовать отверстие окончательно. |
Внутришлифовальный станок 3К227В |
|||
|
Токарная 1. Установить заготовку. 2. Точить поверхность 1 начерно. 3. Точить поверхность 1 начисто. 4. Точить фаску 2. 5. Точить фаску 3. |
Токарно-винторезный станок 16К20 |
|||
|
Зубофрезерная 1. Установить заготовку. 2. Фрезеровать зубья предварительно. 3. Фрезеровать зубья окончательно. |
Зубофрезерный станок 5В312 |
|||
|
Зубошевингование 1. Установить заготовку. 2. Шевингование |
Зубошевингование станок 5702В |
|||
|
Термообработка 1. Цементация 2. Закалка |
||||
|
Зубопритирочная 1. Установить заготовку 2. Притереть зубья |
Зубопритирочный станок со скрещивающимися осями 5736 |
|||
|
Шлифование 1. Установить заготовку 2. Шлифовать отверстие предварительно 3. Шлифовать отверстие окончательно |
Внутришлифовальный станок с горизонтальным шпинделем 3К225В |
|||
|
Контрольная Проверить размеры по чертежу |
5 . Определение промежуточных размеров поверхностей заготовки
Определение промежуточных размеров поверхностей заготовки для размера Ш114,8h11.
При определении вида заготовки и ее размеров принимают нормированным значениям припусков на механическую обработку ее поверхностей вне зависимости последовательности обработки той или иной поверхности. Поэтому в соответствии с разработанным технологическим процессом уточняем размеры.
Рисунок 5.1 - Схема расположения промежуточных припусков и допусков при обработке наружной поверхности
Т 1 =0.22 мм - допуск детали, заданный на чертеже;
z 1 =0.60 мм - припуск на получистовое точение;
Т 2 =0.54 мм - допуск после чернового точения;
Т 3 =6 мм - допуск на заготовку.
6 . Выбор режущего и вспомогательного инструмента
1. Выбор режущего инструмента
Фреза червячная чистовая однозаходная для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем. Тип 2, правозаходная с модулем m 0 =4 без модификации профиля зуба, класса точности АА наружный диаметр d ao =90 мм, диаметр посадочного отверстия d=32 мм, длиной l=80 мм:
2. Выбор вспомогательного инструмента
Оправка для червячной фрезы к зубофрезерному станку модели 5В312, исполнения II, диаметром d=32 мм, длиной L=165 мм: МН 3505-62 6224-0162 оправка. Кольцо промежуточное к оправкам для фрезерных станков, исполнение II, диаметром d=32 мм, шириной В=40 мм (2 штуки): МН 33-64 6030-0734 кольцо. Кольцо промежуточное к оправкам точное для фрезерных станков, исполнение II, диаметром d=32 мм, шириной В=5 мм: МН 33-64 6030-0073 кольцо
7 . Определение режимов резания
1. Последовательность расчета режимов резания
Для определения режимов резания необходимо найти:
1. Расчетный диаметр, мм:
Dp=Dпред.опер - (для наружных поверхностей) (7.1).
Dp=Dпослед.опер - (для внутренних поверхностей) (7.2)
2. Расчетная длина обработки, мм:
L = l1 + l + l2 (7.3)
3. Определяем расчетный припуск на обработку, мм:
(для наружных поверхностей) (7.4)
(для внутренних поверхностей) (7.5)
4. Определяем число проходов i
5. Определяем глубину резания, мм:
6. Определяем подачу за оборот шпинделя, мм/об:
Принимаем S по справочнику, затем принимаем по паспортным данным станка
7. Определяем скорость резания, м/мин:
8. Определяем число оборотов шпинделя, и принимаем по паспорту станка, мин-1:
9. Определяем действительную скорость резания, мин-1:
10. Определяем потребляемую мощность на резание, и принимаем по паспорту станка NE, кВт
11. Определяем коэффициент использования станка:
12. Операция 015 токарная
Переход 1. Точить поверхность 1 начерно
Расчетный диаметр мм.
Припуск на обработку мм.
Число проходов.
Глубина резания мм.
Принимаем по станку мм/об.
Скорость резания м/мин.
Мощность потребляемая на резание кВт.
Коэффициент использования станка по мощности
Переход 2. Точить поверхность 1 начисто
Расчетный диаметр мм.
Припуск на обработку мм.
Число проходов.
Глубина резания мм.
Подача на оборот шпинделя мм/об.
Принимаем по станку мм/об.
Скорость резания м/мин.
Число оборотов шпинделя мин -1 .
Принимаем по паспорту станка мин -1 .
Действительная скорость резания м/мин.
Переход 3, 4. Точить фаску
Расчетный диаметр мм.
Припуск на обработку мм.
Число проходов.
Глубина резания мм.
Подача на оборот шпинделя (ручная подача) мм/об.
Принимаем по станку мм/об.
Скорость резания м/мин.
Принимаем по паспорту станка мин -1 .
Действительная скорость резания м/мин.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методы обработки поверхностей деталей зубчатых передач. Предварительный выбор типа заготовки, способов получения и формы заготовки. Разделение технологического процесса на этапы. Определение припусков на механическую обработку заготовки детали.
курсовая работа , добавлен 16.01.2013
Описание и конструкторско-технологический анализ шестерни ведущей. Назначение детали, описание материала. Выбор вида заготовки и метод её получения. Определение промежуточных припусков, технологических размеров и допусков. Расчёт режимов резания.
курсовая работа , добавлен 14.01.2015
Выбор заготовки и способа ее получения, расчет обоснование необходимых размеров. Основные этапы и маршрутизация технологического процесса изготовления, определение квалификации работ, принципы нормирования. Определение себестоимости операции и детали.
контрольная работа , добавлен 15.01.2016
Описание конструкции шестерни приводной: назначение, условия работы; план технологического процесса изготовления. Обоснование выбора материала, анализ технологичности. Выбор метода получения заготовки, расчет количества ступеней обработки поверхностей.
курсовая работа , добавлен 22.02.2012
Описание конструкции шестерни и условия ее работы в механизме. Анализ технологичности конструкции и выбор способа получения заготовки. Маршрут обработки детали и определение режимов резания. Анализ возможных дефектов и методы восстановление качества.
курсовая работа , добавлен 17.12.2013
Выбор способа получения заготовки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор методов обработки поверхности заготовки, схем базирования заготовки. Расчет припусков, промежуточных технологических размеров. Проектирование специальной оснастки.
курсовая работа , добавлен 04.02.2014
Характеристика узла машины. Данные для проектирования вала-шестерни. Выбор заготовки и разработка технологического процесса изготовления детали. Выбор оборудования и разработка технологического маршрута. Расчёт режимов резания и нормирование операций.
курсовая работа , добавлен 20.08.2010
Конструктивные особенности детали "втулка", выбор материала заготовки. Анализ типа производства, особенности маршрутной технологии. Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки, определение режимов резания, норм времени на технологические операции.
курсовая работа , добавлен 07.02.2011
Технология изготовления заготовки зубчатого колеса, разработка и описание конструкции детали; обоснование выбора вариантов. Определение размеров и отклонений заготовки и припусков на механическую обработку; расчет массы, выбор оборудования и оснастки.
курсовая работа , добавлен 13.03.2012
Служебное назначение и техническая характеристика шестерни. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка технологического процесса обработки детали. Расчет припусков и точности обработки. Проектирование оснастки для изготовления шпоночных пазов.
Содержание
Введение
Целью курсовой работы является не только закрепление, углубление, обобщение знаний по основным разделам и темам дисциплины «Технологии Машиностроительног о Производства», но и разработка технологического процесса изготовления детали «Шестерня».В ходе выполнения курсового проекта необходимо:
-
Провести анализ конструкции детали, материала, химического состава и свойств материала, назначить термообработку;
Выбрать метод получения и вид заготовки;
Разработать маршрутную технологию обработки детали;
Разработать операционную технологию на 3 операции: выбрать оборудование и режущие инструменты, рассчитать режимы обработки и нормы времени;
Рассчитать технологическую себестоимость разрабатываемых операций.
1. Анализ исходных данных
1. 1. Анализ соответствия требований к изготовлению детали и их служебному назначению
Шестерня (Зубча?тое колесо?) - основная деталь зубчатой передачи в виде диска с зубьями на цилиндрической поверхности, входящими в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса.Принцип действия основан на зацеплении пары зубьев колес передач. Классификация зубчатых передач: по взаимному расположению осей валов передач: с параллельными и пересекающим ися осями, по расположению зубьев: прямозубая, косозубая, с круговым зубом, по форме профиля зуба: эвольвентные и круговые
Деталь «Зубчатое колесо» изготовлена из стали 12Х2Н4А (ГОСТ 4543-71). Сталь 12Х2Н4А относится к легированным конструкционным сталям.
Таблица
1. Характеристика материала 12Х2Н4А
при закалке в масле,
высокий
отпуск
Таблица 2. Химический
состав в % материала 12Х2Н4А
Таблица 4. Механические
свойства при Т=20 o С материала 12Х2Н4А
| в | Термообр. |
||||||
| мм |
МПа |
МПа |
% |
% |
кДж / м 2 |
- |
|
| Пруток |
Ж 5 |
1270 |
1080 |
13 |
60 |
1050 |
Состояние поставки |
| Пруток |
Ж 5 |
980 |
830 |
16 |
70 |
1470 |
Состояние поставки |
1. 2. Анализ технологичности конструкции детали
1. 2. 1. Качественный анализ технологичности
Заданная шестерня представляет собой одну из конструкций зубчатого колеса. Деталь небольшая, ее габариты O 102*19, масса 0,458 кг. Это позволяет вести обработку на небольших и, значит, более дешевых станках.Шестерня проходит термообработку, что имеет большое значение в отношении короблений, возможных при нагревании и охлаждении детали. В этом смысле перемычка, связывающая тело зубчатого венца и ступицу, расположена неудачно, т.к. при термообработке возникнут односторонние искажения. Зубчатый венец уменьшится в размерах, и вызовет сжатие ступицы с левого торца. Т.о., отверстие приобретет коническую форму, что скажется на характере искажения зубчатого венца. Перемычку между венцом и ступицей следовало бы сместить, или наклонить, однако в данном случае это, по-видимому, не возможно, т.к. на шестерни имеется обработка внутренней поверхности венца до самой перемычки.
Круглая форма детали говорит о ее технологичности при получении заготовки, обработке, контроле. За исключением зубьев, обработку можно вести на очень распространенных станках токарной и шлифовальной групп.
В то же время с точки зрения механической обработки ЗК не технологичны, т.к. операция получения зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.
Конструкция шестерни, несмотря на ступенчатую форму, позволяет вести обработку зубьев одновременно на нескольких деталях, посаженных на оправку и с использованием промежуточных деталей. При обработке нескольких деталей сокращаются потери времени, связанные с врезанием фрез.
Большинство элементов шестерни технологичны, и позволяют вести обработку стандартным покупным инструментом.
Технологичны фаски с центральным отверстием. Они не позволяют при протягивании отверстия или шпоночного паза образовываться заусенцам на торцах ступицы.
Самый точный и ответственный элемент детали – центральное отверстие O36 Н7 с шероховатостью Ra 1,6 мкм. Шероховатость на зубьях Ra 1,0 мкм, поэтому их необходимо шлифовать или шевинговать. Остальные поверхности выполнены менее точно, их шероховатость более грубая.
Деталь имеет хорошие базы, при обработке – отверстие O36 Н7 и точный торец. Эти же поверхности являются базами и при контроле.
На детали правильная простановка размеров и тех. требований.
Учитывая вышесказанное, деталь заслуживает качественной оценки технологичности конструкции детали – хорошо.
1. 2. 2. Количественный анализ технологичности
1) Коэффициент точности обработки,
где А ср – средний квалитет детали
А – квалитет обработки,
n – число размеров соответствующего
квалитета.
<0,92 оценка по коэффициенту
«удовлетворительно».
2) Коэффициент
шероховатости поверхности
Для определения коэффициента необходимо найти среднюю шероховатость детали
К Rа =0,242 – оценка по коэффициенту «хорошо».
2. Обоснование метода и способа получения исходной заготовки
Вид заготовки и способ их изготовления для конкретной детали определяются такими показателями, как:-
материал;
конструктивная форма;
серийность производства;
масса заготовки.
Код группы – 6.
Конструктивные формы деталей общего машиностроения делятся на 14 видов. Соответствующий код выбираем на основе сравнения реальной дета-ли с описанием типовых деталей, представленных в таблице 3.2.(1,61 стр.).
Шестерня имеет цилиндрическую поверхность со сквозным гладким отверстием. Следовательно, код конструктивной формы – 6.
Код серийности производства согласно таблице 3.3. (1,62 стр.) – 2.
Масса шестерни 0, 458 кг. По таблице 3.4. (1,62 стр.) номер диапазона – 1.
Таким образом, определив коды по каждому из четырех факторов составим перечень возможных видов и способов получения заготовок для данной детали согласно таблице 3.7. (1,64 стр.):
-
штамповка на молотах и прессах;
штамповка на горизонтально-ковочных машинах.
Выберем оптимальный по параметру К им – коэффициента использования материала:
К им = m дет /m заг
(2.1)
m заг = m дет /К вт,
(2.2)
где
К вт
– коэффициент весовой точности.
Т. к. К им = К вт, то достаточно выбрать вид заготовки
с наибольшим коэффициентом весовой точности.
(, стр. 63)
Таблица
5. Способы получения заготовки
Таким образом,
целесообразно выбрать заготовку, получаемую
штамповкой на горизонтально-ковочных
машинах.
Согласно ГОСТу
7505-89 спроектируем необходимую для
получения заданной детали заготовку:
1. Исходные данные по детали:
1.1. Материал – Сталь 12Х2Н4А (ГОСТ 4543-71):
-
0,09-0,15 % С;
0,17-0,37 % Si;
0,3-0,6 % Mn;
3,25-3,65 % Ni;
0,025 % S;
0,025 % P;
1,25-1,65 % Cr;
0,3 % Cu.
2. Исходные
данные для расчета:
2.1. Масса
поковки – 0,756 кг. (расчетная);
Расчетный коэффициент К р =1,5…1,8
(? 1,65) по ГОСТу 7505-89.
1,65*0,458=0,756 кг.
2.2. Класс точности – Т4.
2.3. Группа стали – М1.
Средняя массовая доля углерода
в стали 12Х2Н4А – 0,12 %;
Суммарная массовая
доля легирующих элементов – 0,0597 % (0,27
% Si; 0,45 % Mn; 3,45 % Ni; 0,025 % S;
0,025 % P; 1,45 % Cr; 0,3 % Cu).
2.4. Степень
сложности – С2.
Размеры описывающей поковку
фигуры (цилиндр), мм:
Диаметр 107,1 (102*1,05=107,1) (где 1,05 – коэффициент).
Высота 19,95 (19*1,05=19,95).
Масса описывающей
фигуры (расчетная) – 1,401 кг.
G ф = ?*D 2 /4*? ст *h,
где
G ф - масса описывающей фигуры;
D – диаметр;
h – высота;
? ст – плотность стали.
G ф =3,14*107,1 2 *0,25*7,8*10 -6 * 19,95=1,401
кг.
G п: G ф
= 0,756:1,401= 0,54.
2.5. Конфигурация
поверхности разъема штампа П (плоская).
2.6. Исходный индекс – 7.
3. Припуск и кузнечные напуски
3.1. Основные
припуски на размеры, мм.
1,3 – диаметр
107,1 мм и чистота поверхности
5,0;
1,0 – диаметр
36 мм и чистота поверхности
12,5;
1,0 – толщина
19 мм и чистота поверхности
2,5;
3.2. Дополнительные
припуски, учитывающие:
Смещение по
поверхности разъема штампа – 0,2
мм.;
Отклонение
от плоскостности – 0,4 мм.
4. Размеры
поковки и их допускаемые отклонения
4.1. Размеры
поковки, мм:
Диаметр 102+ (1,3+0,2)*2=105
принимается 105;
Толщина 19 + (1,0+0,4)*2=21,8 принимается 22;
Допускаемые отклонения
размеров, мм:
Диаметр:
Толщина:
Рисунок 1. Заготовка
3. Разработка технологического процесса
3. 1. Разработка плана обработки и его описание
Рисунок 2. Установление позиций поверхностей детали
Таблица 6. Установление этапов обработки поверхностей
| Этапы обработки |
||||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
|
| Точение черновое |
Точение чистовое |
Цементация |
||
| Точение черновое |
||||
| Точение черновое |
||||
| Точение черновое |
||||
| Точение черновое |
||||
| Точение черновое |
||||
| Протягивание |
||||
| Точение черновое |
||||
| Точение черновое |
Шлифование черновое |
Шлифование чистовое |
||
| Зубофрезерование |
Цементация |
Зубошлифование |
||
| Сверление |
||||
| Точение черновое |
Шлифование черновое |
Шлифование чистовое |
||
| Точение черновое |
||||
3. 2. Разработка технологических операций и переходов
Операции маршрутной технологииПри разработке маршрутной технологии всю механическую обработку распределяют по операциям и, таким образом, выявляют последовательность выполнения операций и их число. В условиях конкретного производства для каждой операции выбирается оборудование и определяется конструкторская схема приспособления.
В маршрутной технологии также предусматривается контроль с целью технологического обеспечения заданных параметров качества обрабатываемой детали. При этом объект контроля и его место назначается после тех операций, при которых точность обеспечивается наиболее трудно.
Маршрутная технология механической обработки зубчатого колеса включает в себя следующие операции:
Таблица 7. Технологический маршрут обработки шестерни
| Номер операции |
Название операции |
Краткое описание операции |
| 000 |
Заготовительная |
|
| 005 |
Токарная |
Точить торцы 4, 12 начерно.
Расточить отверстие 8 на проход начерно. Расточить 5, 6. |
| 010 |
Токарная |
Точить торцы 2, 9 начерно.
Точить поверхность 1 начерно. Расточить 13, 3. |
| 015 |
Промывка |
|
| 020 |
Контроль |
|
| 025 |
Токарная |
Чистовая обработка
поверхности – 1 |
| 030 |
Сверлильная |
Сверление отверстия 11 |
| 035 |
Шлифование |
Шлифовать начерно поверхность
9 |
| 040 |
Шлифование |
Шлифовать начерно поверхность
12 |
| 045 |
Гальваническая |
Меднение |
| 050 |
Зубофрезерование |
Фрезеровать 32 зуба (m=3) под шлифование |
| 055 |
ХТО |
Цементировать только зубья
до 57…59 HRC э |
|
060 |
Шлифование |
|
| 065 |
Шлифование |
Шлифовать начисто поверхность |
| 070 |
Протягивание |
Протянуть шлицы 7 |
| 075 |
Зубошлифование |
Шлифовать 32 зуба (m=3) |
| 080 |
Промывка |
|
| 085 |
Контроль |
Операция заготовительная
Ra v200
Рисунок 3. Операционный эскиз операции 000
Операция токарная
Ra v12,5
Рисунок 4. Операционный эскиз операции 005
Операция токарная
Ra v12,5
Рисунок 5. Операционный эскиз операции 010
Операция токарная
Ra v 5,0
Рисунок 6. Операционный эскиз операции 025
Операция сверлильная
Ra v12,5
Рисунок 7. Операционный эскиз операции 030
Операция шлифовальная
Ra v2,5
Рисунок 8. Операционный эскиз операции 035
Операция шлифовальная
Ra v2,5
Рисунок 9. Операционный эскиз операции 040
Меднение
Рисунок 10. Операционный эскиз операции 045
Операция зубофрезеровочная
Ra v12,5
Рисунок 11. Операционный эскиз операции 050
Цементация зубьев до 57…59 HRC э
Рисунок 12. Операционный эскиз операции 055
Операция шлифовальная
Ra v2,5
Рисунок 13. Операционный эскиз операции 060
Операция шлифовальная
Ra v2,5
Рисунок 14. Операционный эскиз операции 065
Операция протягивание
Ra v12,5
Рисунок 15. Операционный эскиз операции 070
Операция зубошлифовальная
Ra v1,6
Рисунок 16. Операционный эскиз операции 075
3. 3. Размерный анализ технологического процесса
Рисунок 17. Совмещенная схема
Рисунок 18. Граф-дерево
Получаем следующие уравнения:
-
(5) – l6 = 0
(19) – l10 = 0
(5) – l3 = 0
(16) + l2 – l4 + l5 = 0
(1,5) – l5 + l7 – l9 = 0
(Z065) + l10 – l9 = 0
(Z060) + l9 – l8 = 0
(Z040) + l8 – l7 = 0
(Z035) + l7 – l4 = 0
(Z010) + l4 – l1 = 0
(Z005) + l1 – A = 0
При распределении допусков необходимо, чтобы каждое составляющее звено имело допуск, соответствующий тем или иным квалитетам точности по ГОСТ 25347-82 в зависимости от того, в какой операции выдерживается данный размер.
0,3 0,075
-
T (5) ? T l6
-
T (19) ? T l10
-
T (5) ? T l3
-
T (16) ? T l2 + T l4 + T l5
-
T (1,5) ? T l5 + T l7 + T l9
-
wZ065 = T l10 + T l9
-
wZ060 = T l9 + T l8
-
wZ040 = T l8 + T l7
-
wZ035 = T l7 + T l4
-
wZ010 = T l4 + T l1
-
wZ005 = T l1 + T lА
-
l 3 = (5) = 5 +0,075
l 6 = (5) = 5 +0,075
l 10 = (19) = 19 -0, 033
l9 = (Z065) + l10
где: Rz – шероховатость поверхности до обработки на данной операции;
hc – глубина дефектного слоя;
Тогда: Z065 = 0,025 +0,066 мм.
l9 =
Проверка:
Z065 факт. = l9 - l10 = > Z065 расч.
-
l8 = (Z060) + l9
l8 =
Проверка:
Z060 факт. = l8 – l9 = > Z060 расч.
-
l7 = (Z040) + l8
l7 =
Проверка:
Z040 факт. = l7 – l8 = > Z040 расч.
-
l4 = (Z035) + l7
l4 =
Проверка:
Z035 факт. = l4 – l7 = > Z035 расч.
-
l1 = (Z010) + l4
l1 =
Проверка:
Z010 факт. = l1 – l4 = > Z010 расч.
-
A = (Z005) + l1
A =
Проверка:
Z005 факт. = А – l1 = > Z005 расч.
-
l5 = (1,5) + l7- l9
Проверка:
(1,5) факт. = l5 - l7+ l9 = > (1,5) расч.
Назначаем,
l5 =
Проверка:
(1,5) факт. = l5 - l7+ l9 =
1,25 < 1,267…1,393 < 1,5
Значит, l5 =
-
l2 = l4 - l5 - (16)
Проверка:
(16) факт. = l4 – l5 - l2 =
Значит, l2 =
3. 4. Расчет операции 025 Токарная
Рисунок 19. Операция токарная 025
3. 4. 1. Выбор оборудования и режущих инструментов
Для операции 010 выбран токарно-винторезный станок 16Б04А, по наибольшему диаметру обрабатываемой заготовки над суппортом.Таблица 8. Основные характеристики станка
| Характеристика |
|
| Наибольший диаметр обрабатываемой
заготовки над станиной |
200 |
| Наибольший диаметр обрабатываемой
заготовки над суппортом |
115 |
| Наибольшая длина обрабатываемой
заготовки |
350 |
| 320-3200 |
|
| Подача суппорта (мм/мин) продольная |
0,01-0,175 |
| Подача суппорта (мм/мин) поперечная |
0,005-0,09 |
| Мощность электродвигателя главного
привода, кВт |
1,1 |
| Габаритные размеры |
|
| Длина |
1310 |
| Ширина |
690 |
| Высота |
1360 |
| Масса, кг |
1245 |
Режущий инструмент –
резец проходной упорный правый
отогнутый с углом в плане 90°, оснащенный пластиной из твердого сплава
ТТ31К10 по ГОСТ 18879-73.
Таблица 9. Параметры резца
| 25 |
16 |
140 |
7 |
16 |
1,0 |
3. 4. 2. Расчет режимов резания
1) Глубина резанияПри параметре шероховатости обработанной поверхности Ra 3,2 включительно t = 0,5…2,0 мм;
Ra ? 0,8мкм, t = 0,1…0,4 мм.
При Rа=12,5 назначаем:
Глубину резания 0,5 мм;
Число проходов – 1.
2) Подача
Подачи при чистовом точении выбирают в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине резца.
Назначаем подачу s = 0,2 мм/об.
3) Скорость резания
Скорость резания при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывается по эмпирической формуле:
,
T – среднее значение стойкости, при одноинструментальной обработке Т=30-60 мин. Принимаем для всех поверхностей Т = 60мин.
Значения коэффициента, показателей степени x, y, m определяем по таблице. (Таб.17, Том2)
Таблица 10. Определение скорости резания
Частота вращения шпинделя:
(об/мин.)
4) Сила резания
Силу резания принято раскладывать на составляющие
силы, направленные по осям координат
станка. При наружном продольном и поперечном
точении, растачивании, отрезании, прорезании
пазов и фасонном точении эти составляющие
рассчитывают по формуле:
Постоянная и показатели степени x, y, n для конкретных
(расчетных) условий обработки для каждой
из составляющих силы резания.
Таблица 12. Определение силы резания
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала:
Таблица 13. Расчет поправочного коэффициента
Таблица 14. Силы резания
| Номер поверхности |
||||||
| 1 |
0,5 |
0,2 |
197,88 |
134,76 |
34,04 |
85,59 |
5) Мощность резания
Должно выполняться
условие:
N? N эл.дв
0,277 ? 1,1
Данное условие выполняется, поэтому подобранный станок подходит.
3. 4. 3. Расчет норм времени
Штучно-калькуляционное время обработки детали рассчитывается по формуле: ,где: Т ш-к – штучно-калькуляционнное время для обработки детали;
Т пз –подготовительно- заключительное время, мин;
n – количество деталей в настроечной партии;
Т шт – штучное время обработки детали.
Штучное время обработки детали рассчитывется по формуле:
Где: Т о – основное время;
Т в – вспомогательное время;
– время на обслуживание рабочего
места, отдых и перерыв.
Основное время
рассчитывается по формуле:
Где:
- расчетная длина обработки в направлении
подачи, мм;
i – число рабочих ходов в переходе;
- минутная подача инструмента
внаправлении подачи, мм/мин.
,
где s – подача, мм/об
n- частота оборота шпинделя.
Таблица 15. Основное время
| 0,2 |
617,83 |
123,57 |
1 |
19+2 = 21 |
0,17 |
Вспомогательное время – время на действия рабочего, сопровождающего выполнение основной технологической работы.
Где: Т у.с.
– время на установку и снятие;
Т зо – время на закрепление и открепление;
Т уп – время на управление;
Т из – время на измерения.
Таблица 17. Вспомогательное
время
C.
= 0,17+2,29+0,17=2,63
Т пз
= 6 (мин.)
(шт.)
(мин.)
3. 4. 4. Определение себестоимости выполнения операции
Таблица 18. Исходные данные| Показатель |
|
| Станкоемкость, станко-минуты
(Т о) |
0,17 |
| Трудоемкость, нормо-минуты, (Т ш-к) |
2,67 |
| Разряд работы станочника |
4 |
| Сменность |
2 |
| Станок |
16Б16А |
| Коэффициент машино-часа |
1 |
| Годовая программа, шт. |
1000 |
Оптовая цена на заготовки:
Ц м = ? – ?*lnm (руб./ т), где
m – масса заготовки, кг;
i – группа сложности детали по прейскуранту;
?, ? – эмпирические коэффициенты.
i = 2
? = 9 392,4
? = 1 258,6
m = 0,458 кг.
Ц м = 9392,4 – 1258,6*In0,458= 10375,2 руб./ т., где
Цена заготовки:
Ц заг = g м *Ц м *
k T-3 ,
(руб.), где
g м – норма расхода на одну деталь;
g м =0,458;
k T-3 – коэффициент транспортно-заготовительных
расходов;
k T-3 =1,04;
Ц заг = 0,458*10 375,2*10 -3 *1,04
= 4,94 (руб.)
Таблица 19. Расчет себестоимости
| Показатель |
Показатели |
||
| Заработная плата станочника
с начислениями, коп. |
Норматив з/пл рабочего
4 разряда со всеми начислениями – 10,86 (коп./мин.) Трудоемкость – 2,67 (мин.) |
10,86*2,67 |
29 |
| Затраты на содержание и
эксплуатацию оборудования, коп. |
Станкоемкость – 0,17(мин.) Коэффициент машино-часа – 1 Средние затраты при 2 сменах и среднесерийном производстве – 7,6 (коп./мин.) |
0,17*1*7,6 |
1,29 |
| Себестоимость обработки,
коп. |
29+1,29 |
30,29 |
|
| Стоимость заготовки, коп. |
494 |
||
| Технологическая себестоимость
детали, коп. |
30,29+494 |
524,29 |
3. 5. Расчет операции 030 Сверлильная
Ra v12, 5Рисунок 20. Операционный эскиз операции 030
3. 5. 1. Выбор оборудования и режущих инструментов
Для операции 030 выбран вертикально-сверлильный станок 2Н106П, по наибольшему диаметру сверления в стали.Таблица 20. Основные характеристики станка
| Характеристика |
|
| Наибольший диаметр сверления
в стали |
6 |
| Рабочая поверхность стола |
200*200 |
| Наибольшее расстояние от торца
шпинделя до рабочей поверхности
стола |
250 |
| Вылет шпинделя |
125 |
| Число скоростей шпинделя |
7 |
| Частота вращения шпинделя, об/мин |
1000-8000 |
|
158
.. 14.4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШЕСТЕРЕН ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА Назначение и конструктивные особенности . В состав шестеренного насоса входят ведущая (рис. 14.3) и ведомая шестерни, отличающиеся друг от друга наличием шпоночных пазов на одной из них. Материал и вид заготовки
. Шестерни изготовляют из стали круглой 95X18
(ГОСТ 5949-75) диаметром 27 мм (ГОСТ 2590- 71). Изготовление шестерен
. Предварительную обработку шестерни-
формирование диска с отверстием - осуществляют на многошпиндельных прутковых
токарных автоматных и круглошлифовальных станках. Точность параметров
получаемой заготовки шестерни соответствует 11-12-му квалитетам. После
предварительной термообработки производится ряд технологических операций
механической обработки: обеспечение заданной высоты шестерни и Предварительное шлифование торцовых поверхностей производится на плоскошлифовальном станке на круглом магнитном столе с ограничительными кольцами. Перед установкой магнитный стол и шестерни промывают и просушивают сжатым воздухом. Шлифование производится сначала с одной стороны в размер 5,9+0,05 мм, а затем с другой стороны в размер 5,8+0,05 мм. Отклонение от параллельности торцовых поверхностей после предварительного шлифования не должно превышать 0,01 мм. После зенкования фаски 0,7X45° и зачистки отверстия 12Н11 разверткой на вертикально-сверлильном станке шестерни размагничиваются, зачищаются с двух сторон и продуваются сжатым воздухом. Рис. 14.3. Ведущая шестерня Для получения заданной высоты шестерни предназначены
доводочные операции. Предварительно шестерни измеряют микрометром и
сортируют по высоте на группы (разность по высоте Чистовая обработка центрового отверстия в шестерне производится на внутришлифовальном станке. Одновременно в специальном приспособлении обрабатываются четыре детали. Отверстие шлифуется до диам. 12,9-0,025 мм, обеспечивая отклонение от перпендикулярности отверстия к торцу, равное 0,012 мм, шероховатость поверхности Ra=1,25 мкм и радиальное биение наружной поверхности относительно отверстия не более 0,1 мм. Частота вращения шпинделя станка 24250 мин-1. Контроль параметров осуществляется индикатором и предельными калибрами. Шлифование зубьев шестерен производится в несколько этапов на зубошлифовальном станке 5А830. Предварительное шлифование зубьев (т = 0,75 мм; z=30) выполняют до диаметра впадин диам. 21,3+0,1 мм при общей нормали 5,828 мм. Биение по делительной окружности допускается не более 0,015 мм, радиальное биение впадин не более 0,015 мм, допуск на направление зуба 0,015 мм на длине оправки, на которой насажены стержни. Второе предварительное шлифование уменьшает диаметр впадин до 20,60-0,1 мм при длине нормали 5,828+0,144 мм. Допуск на направление зуба составляет 0,006 мм. Для уменьшения радиального биения наружного диаметра зубьев шестерен производится шлифование по наружному диаметру на круглошлифовальном станке до диам. 24,14+0,01 мм. Биение оправки допускается не более 0,005 мм. Шпоночные пазы в шестернях выполняют последовательно на горизонтально-протяжных станках 7А510. В качестве инструмента применяют протяжку шириной 3 мм. После формирования одного паза выдерживается размер 14,35+0,1 мм, после формирования второго паза - размер 15,8+0,2 мм. После предварительной механической обработки производится термообработка шестерен до твердости HRC 55-60. Закаленные шестерни сортируют на группы с разностью по высоте 0,01 мм. Затем осуществляют доводочные операции для получения заданной высоты, которые производят на доводочном станке с помощью чугунной плиты и пасты, содержащей веретенное масло, керосин и микропорошок. Шестерни для обработки укладывают в сепаратор. Частота вращения сепаратора 25 мин-1, доводочных дисков 62 мин-1. Усилие верхнего диска при предварительной обработке составляет 1500 Н. Припуск (0,02 мм), оставленный ранее при предварительной доводке, снимается в два приема при окончательной доводке до размера 5,7-0,0095 мм. Усилие дисков при окончательной доводке составляет 500-700 Н. Во время предварительной и окончательной доводки шестерни переставляют в гнездах сепаратора. После обработки детали промывают в бензине, продувают сжатым воздухом, а затем полируют по наружному диаметру на токарном станке. Для окончательной обработки посадочного отверстия шестерни используют внутришлифовальный станок. Частота вращения шлифовального круга составляет 2400 мин-1, обрабатываемой шестерни 480 мин-1; подача 0,0025-0,0015 мм/ход; радиальное биение заготовки при установке не должно превышать 0,005 мм, торцовое - не более 0,003 мм. Шлифование производится за два технологических перехода до диаметра 13+0,027 мм. После обработки производится сортирование посадочного отверстия по диаметру на три группы: I группа - диаметр 13+0,016 мм II группа - диаметр +0,023 +0,027 мм, III группа - диаметр 13+0,019 мм. Затем окончательно шлифуют поверхность по наружному диаметру 24-0,003 мм. Группы шестерен обрабатывают раздельно. Отделочное зубошлифование шестерен производится на зубошлифовальном станке
за два технологических перехода. Радиальное биение оправки для установки
шестерен допускается не более После окончательного зубошлифования для снятия заусенцев производится полирование детали по наружному диаметру, промывка, сушка и контроль диаметра отверстия, длины общей нормали и высоты шестерни, после чего шестерни поступают на сборку. Для изготовления шестерен используют такие материалы: железо, чугун, бронза, сталь простая углеродистая, специальные составы стали с примесью хрома, никеля, ванадия. Помимо металлов применяют смягчающие материалы: кожу, фибру, бумагу, они смягчают и обесшумливают зацепление. Но и металлические шестерни могут работать бесшумно, если их профиль выполнен с точностью. Для грубых передач производят «силовые» зубчатые колеса, их изготовляют литьем из чугуна и стали без последующей обработки. «Рабочие» зубчатые колеса для быстроходных передач изготовляются на фрезерных или зуборезных станках, с последующей термической обработкой – цементацией, которая предает зубьям твердость и устойчивость к износу. После цементации шестерни подвергаются обработке на шлифовальных станках. Метод обкатаМетод обката самый распространённый вариант изготовления шестерен, так как этот способ наиболее технологичный. В этом способе изготовления применяются такие инструменты: долбяк, червячная фреза, гребенка. Метод обката с использованием долбякаДля изготовления шестерен используется зубодолбёжный станок со специальным долбяком (шестерня оснащенная режущими кромками). Процедура изготовления шестерен происходит в несколько этапов, так как срезать за один раз весь лишний слой металла не возможно. При обработке заготовки, долбяк выполняет возвратно-поступательное движение и после каждого двойного хода, заготовка и долбяк проворачиваются на один шаг, как бы «обкатываются» друг по другу. Когда заготовка шестеренки сделает полный оборот, долбяк выполняет движение подачи к заготовке. Этот цикл производства выполняется, пока не будет удалён весь необходимый слой металла. Метод обката с использованием гребёнкиГребенка - режущий инструмент, его форма аналогична зубчатой рейки, но одна сторона зубьев гребенки заточена. Заготовка изготавливаемой шестерни производит вращательное движение вокруг оси. А гребёнка выполняет поступательное движение перпендикулярно оси шестерни и возвратно-поступательное движение параллельного оси колеса (шестеренки). Таким образом гребенка снимает лишний слой по всей ширине обода шестерни. Возможен другой вариант движения режущего инструмента и заготовки шестерни относительно друг друга, например, заготовка выполняет сложное прерывистое движение, скоординированное с движением гребенки, как будто совершается зацепление профиля нарезаемых зубьев с контуром режущего инструмента.
Горячее и холодное накатываниеВ этом способе производства шестерен применяется зубонакатный инструмент, который нагревает определенный слой заготовки до пластического состояния. После этого, нагретый слой деформируют для получения зубьев. А далее обкатывают зубья, изготавливаемого зубчатого колеса, до приобретения ними точной формы. Изготовление конических шестеренДля изготовления конических колес (конических шестеренок) применяют вариант обкатки в станочном зацеплении заготовки с воображаемым производящим колесом. Режущие кромки инструмента в процессе главного движения срезают припуск, таким образом, образовывают боковые поверхности будущей шестерни (шестеренки). | |
Этот метод позволяет изготовить шестерню при помощи червячной фрезы. Режущим инструментом в 
Одна впадина шестеренки нарезается дисковой или пальцевой фрезой. Режущая часть фрезы, выполненная в виде формы этой впадины, нарезает шестерню. А при содействии делительного устройства нарезаемая шестеренка поворачивается на один угловой шаг и процесс нарезания повторяется. Этот способ изготовления шестерен использовался еще в начале ХХ века, он является не точным, впадины произведенного зубчатого колеса получаются разными, не идентичными.