Разработка технологического процесса изготовления детали "Втулка зубчатая"

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Современное производство отмечается огромным количеством объектов производства, а также типов и моделей металлорежущего оборудования, технологических методов и способов обработки, поэтому выбор наиболее выгодного варианта технологии изготовления изделия представляет собой сложную задачу. Преимущественно затраты времени на технологическую подготовку значительные по сравнению с тем изготовление изделия, кроме того в машиностроении наблюдается устойчивая тенденция сокращения сроков изготовления изделий, то есть современное машиностроение характеризуется повышением объемов много номенклатурного производства, растут требования к производительности технологических систем. В предыдущий период высокая производительность достигалась в условиях массового и крупносерийного производства за счет концентрации технологических операций и процессов, при этом гибкость таких технологических систем была минимальной. В то же время в единичном и мелкосерийном производстве применяют металлорежущее оборудование, которое обеспечивает высокую гибкость и минимальную производительность. Важнейшей конструкторско-технологической задачей в машиностроении является создание технологических систем, обеспечивающих высокую производительность и гибкость, а также внедрения организационно-технологических методов, которые уменьшают трудоемкость технологической подготовки производства. Такими технологическими системами являются гибкие производственные системы. Важнейшим направлением в решении поставленной задачи является искусственное увеличение серийности выпуска различных изделий за счет конструкторской и технологической унификации, причем конструкторская унификация должна предшествовать технологической и осуществляться как на этапе разработки изделия, так и в процессе его отработки на технологичность.

Одним из главных факторов технического прогресса в машиностроении является дальнейшее совершенствование технологии обработки металлов резанием. Интенсификация технологических процессов осуществляется по нескольким направлениям: применением режущего инструмента с использованием новых инструментальных материалов, повышение размерной и геометрической точности, достигаемой при обработке; выбора оптимального способа изготовления заготовок; расширение границ применения оборудования с ЧПУ, создание роботизированных станочных комплексов и гибких производственных систем (ГИС) с управлением от ЭВМ.

ГИС используются для обработки металлов резанием, что связано с подготовленностью этой области производства к внедрению гибкой технологии и автоматизации самих технологических процессов.

ГИС представляет собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме, что имеет свойство автоматизированного переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в указанных пределах значений их характеристик.

Система обеспечения функционирования ГИС представляет собой совокупность взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управления ГВС с помощью ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.

Использование ГИС обеспечивает повышение уровня технической обеспеченности производства за счет автоматизации практически всех основных и вспомогательных операций, повышение производительности труда за счет уменьшения количества работников.

1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ технологичности детали

Втулка-деталь машины, механизма, прибора цилиндрической или конической формы, имеющая осевое отверстие, в которое входит другая деталь. В зависимости от назначения применяют В. подшипниковые, закрепительные, переходные.

Чертежом предусмотрено изготовление детали из легированной конструкционной стали 45 ГОСТ 1050-74. Пользуясь таблицами, находим химический состав стали и механические свойства. Данные сводим в таблицу 1 и 2.Там же находим, что обработка данной стали удовлетворительная, а свариваемость плохая. Это говорит о том что производить ремонт, т.е. наплавку заданной детали методом сварки не допускается.

Таблица 1-Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-74

С	Si	Mn	Сr	S	P
0.45	0.22	0.65	0.25	0.04	0.035

Таблица 2-Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74

уB, МПа	уТ, МПа	НВ	KСU
598	363	193	390

Под технологичностью детали согласно ГОСТ 14.205-83 понимается совокупность свойств, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и выполнения работ. Отработка конструкций на технологичность ведется по выполненным чертежам и должна предшествовать разработке технологических процессов и представляет собой часть работ по обеспечению технологичности на этапах разработки конструкции изделия и постановке её на производство. Отработка конструкций на технологичность должна производиться как конструкторами, так и технологами, а также производственниками, в процессе подготовки производства к выпуску изделия. Отработка конструкции на технологичность производится на всех стадиях разработки конструкции, при технологическом оснащении производства и изготовлении изделия.

Дополнительную оценку производят: 1) по степени унификации марок материалов; 2) унификации и нормализации элементов изделия; 3) возможности его расчленения на отдельные элементы; 4) взаимозаменяемости отдельных элементов; 5) массе; 6) классу шероховатости и квалитету точности составляющих деталей; 7) возможности автоматизации изготовления изделия и др.

В общем виде на предприятиях машиностроения трудоемкость определяется величиной затрат труда (рабочего времени) на производство единицы продукции по следующей формуле:

Себестоимость изготовления изделия наиболее полно характеризует технологичность конструкции, указывает на полноту учета всех показателей его технологичности и определяется по формуле

си = м + з + н,

где М -- стоимость материалов; 3 -- заработная плата производственных рабочих; Н -- накладные расходы.

Масса изделия, его узлов и агрегатов как показатель технологичности конструкции может оцениваться по коэффициенту использования материала. Этот коэффициент характеризует рациональность расходования материала на изготовление изделия по принятым технологическим процессам и определяется отношением массы изделия (узла, детали) к массе материала, затраченного на его изготовление.

Общая трудоемкость изготовления изделия определяется суммированием трудоемкостей изготовления отдельных его деталей, сборки составных частей изделия в целом. Поэтому технологичность конструкции изделия можно рассматривать как сумму технологичности конструкции его отдельных деталей и сборочных единиц.

Повышение технологичности конструкции изделия достигается применением большого числа унифицированных сборочных единиц и деталей. Под унификацией понимается обобщение конструктивных решений без оформления специального документа.

Нормализация -- обобщение конструктивных решений в виде внутризаводских и ведомственных нормалей.

Стандартизация -- обобщение конструктивных решений, зафиксированных в государственных стандартах. При использовании унифицированных сборочных единиц и деталей сокращается объем проектирования, значительно уменьшается трудоемкость и себестоимость, так как можно применить высокопроизводительное оборудование и стандартизованный инструмент.

Коэффициент унификации можно определить по формуле

К, = пу/К

где лу и -V -- соответственно число унифицированных деталей и общее число деталей.

Унификация, нормализация и стандартизация в целом определяют технологическую преемственность изделия.

Под технологической преемственностью конструкции изделия понимают степень сходства элементов конструкции по однородности технологических процессов, осуществляемых при изготовлении элементов этого изделия.

Проверка жесткости детали: жесткость детали :жесткость детали достигается уменьшением плеч изгибающих и скручивающих сил, введением дополнительных опор, ребер жесткости, увеличением рабочей площади поперечного сечения.



Материал Сталь 45 подходит для изготовления данной детали, так как механические характеристики и химический состав удовлетворяют заложенные в конструкции требования.

1.2 Выбор типа производства

Тип производства -- это совокупность признаков, определяющих организационно-технологическую характеристику производственного процесса, осуществляемого как на одном рабочем месте, так и на совокупности их в масштабе участка, цеха, завода. Тип производства во многом предопределяет формы и методы организации производственного процесса. В основу классификации типов производственных процессов положены следующие факторы: номенклатура продукции, объем выпуска; степень постоянства номенклатуры (т. е. характер повторяемости выпуска) и характер загрузки рабочих мест. По этим четырем характеристикам различают три типа производственны процессов: единичные, серийные и массовые.

Единичными производственными процессами называют такие, при которых в единичных экземплярах изготовляется широкая номенклатура изделий либо неповторяющихся, либо повторяющихся через неопределенные интервалы времени. При этом на каждом рабочем месте выполняются весьма разнообразные деталеоперации (цехи единичного производства, опытные цехи).

Серийными производственными процессами называют такие, при которых периодически изготовляется относительно ограниченная номенклатура изделий в количествах, определяемых партиями выпуска (запуска). При этом на каждом рабочем месте выполняется несколько деталеопераций, чередующихся через определенные промежутки времени, т. е. ритмично повторяющихся. Количественно уровень серийности процесса можно характеризовать коэффициентом серийности Лi, С возрастанием этого коэффициента понижается уровень специализации; в массовом производстве он равен единице.. Переходу к массовому типу производства способствуют широкая унификация, концентрация производства однородной продукции на предприятии, в цехе.

Массовыми производственными процессами называют такие, в которых непрерывно, в значительном количестве изготовляется весьма ограниченная номенклатура изделий (деталей). При этом на каждом рабочем месте постоянно выполняется только одна деталеоперация. Условием массовости проиаводственн00 процесса является полнота загрузки оборудования и рабочих мест выпуском изделий только одного наименования.

На одном и том же предприятии могут встречаться разнообразные типы производственных процессов. Это объясняется невысоким уровнем специализации. Различают тип производственного процесса и тип предприятия. По характеру выпуска продукции, ее сложности, объему выпуска предприятия разделяют на три типа:

-- предприятия массового производства, которые непрерывно выпускают всю номенклатуру изделий или основную ее часть;

-- предприятия серийного производства, которые выпускают периодически номенклатуру продукции (партиями), при этом пре- обладают серийные производственные процессы. Выделение в этой группе крупносерийных, серийных и мелкосерийных процессов в какой-то мере условно и не изменяет качественной характеристики типа организации -- чередования выпуска продукции повторяющимися партиями;

-- предприятия единичного производства выпускают весьма широкую номенклатуру продукции, не имеющей ритмичной повторяемости; здесь преобладают единичные производственные процессы.

При этом учитывают два важнейших фактора: характер выпуска продукции (непрерывно, ритмично, партиями, эпизодически) и преобладающая роль тех или иных типов производственных процессов.

Тип производства оказывает решающее влияние на особенности организации, управления и экономические показатели предприятия. С повышением технической вооруженности труда и ростом объема выпуска продукции при переходе от единичного к серийному и массовому типам производства уменьшается доля живого труда и возрастают расходы, связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования. Это ведет к снижению себестоимости продукции и изменению ее структуры.

Поскольку данное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых не предусматривается значит технологическое оборудование будет универсальным и выполняться будут разнообразные операции без их периодического повторения с использованием универсальной оснастки. Исходя, из сказанного делается вывод о типе производства-единичное производство.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор метода получения заготовки

2.1.1 Определение общих припусков. Установление размеров заготовки. Технико-экономическое обоснование выбранного метода

В основу выбора заготовок для последующей механической обработки кладутся следующие соображения:

обеспечение наименьшего расхода металла при изготовлении заготовок и при последующей их механической обработке;

обеспечение наименьших затрат труда и средств на изготовление заготовок и на последующую их механическую обработку.

Чем в большей степени размеры и формы заготовок приближаются к формам готовых деталей, тем меньше станкоемкость и трудоемкость механической обработки, тем она проще и дешевле.

Однако повышение точности изготовления заготовок связано обычно с удорожанием и усложнением процессов их получения.

Чем больше программа выпуска деталей, тем большая экономия получается в результате уменьшения расхода материала при изготовлении деталей и в результате уменьшения затрат, связанных с обработкой заготовок.

Поэтому при значительных программах выпуска применяют более совершенные способы изготовления заготовок, так как в этих условиях окупается применение более сложных машин и дорогостоящей оснастки в заготовительных цехах.

Учитывая тип производства (единичное), конструкцию детали, материал принимаем вид заготовки-прокат как наиболее дешевый метод получения заготовки .

На заготовке получаемой этим методом, отсутствует облой, что снижает расход металла и ликвидирует дополнительную трудность по обработке облоя.

2.2 Выбор технологических баз

деталь втулка изготовление сталь

Точность механической обработки при восстановлении деталей зависит от правильного выбора технологических баз, который требует четкого представления о функциональном назначении поверхности деталей и размерной взаимосвязи между ними, об износе и повреждениях, которые претерпевают эти поверхности.

В качестве технологических баз нельзя использовать поверхности, которые в процессе эксплуатации изнашиваются, иначе будет наблюдаться, нарушение координации между отдельными поверхностями деталей.

Обычно поверхности, которые используют как технологические базы, не изнашиваются, и поэтому их можно использовать многократно при восстановлении с достаточной точностью необходимой координации поверхностей деталей (например, конические поверхности центровых отверстий деталей типа вала, фрезерованные плоскости на щеках коленчатых валов и т.п.).

Технологические базы обрабатывают с высокой точностью. При их выборе руководствуются следующими положениями: поверхности, являющиеся базовыми, обрабатываются в первую очередь; поверхности, связанные с точностью относительного положения (соосность, перпендикулярность, параллельность осей), обрабатываются с одной установки; за технологические базы наиболее целесообразно принимать центровые отверстия валов, технологические отверстия в корпусах деталях .

Таблица 3

Наименование и размер поверхности	Методы обработки	Достигаемая шероховатость, мкм Rа	Достигаемый квалитет
?130 ?89	Черновое точение Чистовое точение Шлифование Сверление	6,3 3,2 2,5 6,3	12…14 8….9 7.…8 8….9

2.3 Разработка маршрутного технологического плана обработки детали с выбором технологического оборудования

Составляем технологический маршрут для изготовления детали втулка зубчатая.

Данные сводим в таблицу.

Таблица 4

№ опрации	Наименование	Краткое содержание	Тип оборудования
005	Заготовительная	Отрезать заготовку в размер L=135 D=184	Отрезной станок
010	Токарная	1.Подрезать торец на длину 130. Точить ?130 начерно, начисто на длину 80. Точить фаски.	Токарный станок 16К20
015	Токарная	1.Подрезать торец 2.Точить ?174 начерно на длину 25. Точить ?150 начерно начисто на длину 10.. Точить канавку ?145 на длину 20.	Токарный станок 16К20
020	Сверлильная	Сверлить отверстие ?89	Вертикально - сверлильный станок 2Н135
025	Зубострогальная	Строгать зубья на ?174 на длину 25	Зубострогальный 5Т23В
030	Протяжная	Протянуть шпоночный паз	Горизонтально-протяжной станок 7Б55
035	Слесарная	Притупить острые кромки	Слесарный стол
040	Шлифовальная	1.Шлифовать ?130 предварительно.2.Шлифовать ?150 предварительно. 3.Шлифовать торец.	Круглошлифовальный станок 3М175
045	Зубошлифовальная	Шлифовать зубья ?174	Зубошлифовальный станок 5В835
045	Моечная	Помыть деталь	Моечная машина
050	Контрольная	Технический контроль
055	Антикорозийная	Нанесение антикоррозийного покрытия

Производим выбор оборудования для механической обработки детали «Втулка зубчатая» изображенной на рисунке. Из таблицы следует, что для выполнения токарной операции требуется Токарный станок модели 16К20

Техническая характеристика станка 16К20

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

- над станиной 400

- над суппортом 220

Класс точности по ГОСТ 8-82 H

Размер внутреннего конуса в шпинделе, М Морзе 6 М80*

Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72 6К, 6М*

Диаметр сквозного отверстия в шпинделе, мм 55, 62*

Наибольшая масса устанавливаемой заготовки, кг

- закрепленного в патроне 300

- закрепленного в центрах 1300

Число ступеней частот вращения шпинделя

- прямого 23

- обратного 12

Пределы частот вращения шпинделя, мин

- прямого 12,5-2000

- обратного 19-2420

Число ступеней рабочих подач:

- продольных 42, 56*

- поперечных 42, 56*

Пределы рабочих подач, мм/об

- продольных 0.07-4.16

- поперечных 0.035-2.08

Количество нарезаемых резьб, единиц:

- метрических 45, 53*

- дюймовых 28, 57*

- модульных 38

- питчевых 37

- архимедовой спирали 5

Пределы шагов нарезаемых резьб:

- дюймовых, число ниток на дюйм 24…1.625

- метрических, мм 0.5-192

- модульных, модуль 0.5…48

- питчевых, питч 96..1

- архимедовой спирали, дюйм 3/8”, 7/16”

- архимедовой спирали, мм 8, 10, 12

Наибольший крутящий момент, кНм 2

Наибольшее перемещение пиноли, мм 200

Поперечное смещение корпуса, мм ±15

Наибольшее сечение резца, мм 25

Габаритные размеры станка, мм

- длина 2812

- ширина 1166

- высота 1324

Масса станка, кг 2140

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 10

Мощность электродвигателя привода быстрых перемещений суппорта, кВт 0.75 или 1,1

Мощность насоса охлаждения, кВт 0.12

В качестве режущего инструмента для токарной обработки используем токарный проходной резец, прямой, правый.

Материал рабочей части -твердый сплав Т5К10, материал корпуса резца -сталь 45, сечение корпуса резца (державки):

В*Н=16*25мм

Длинна резца-150мм

Геометрические параметры:

f=0,6мм R=6мм

В=2,5мм r=1мм

В качестве дополнительной оснастки для токарной обработки вибираем

а)Патрон самоцентрирующийся трех кулачковый по

ГОСТ 2675-80

б)Оправку с разрезными цангами по

ГОСТ 31.1066.02-85; 7112-1458;

Для сверления - вертикальный станок 2Н135 со следующими параметрами:

наибольший диаметр сверления в стали 45 ГОСТ 1050-74 мм 35

Размеры конуса шпинделя по ГОСТ 25557-82 Морзе 4

Расстояние от оси шпинделя до направляющих колоны 300

Наибольший ход шпинделя 250

Расстояние от торца шпинделя до стола 30-750

Расстояние от торца шпинделя до плиты 700-1120

Наибольшее (установочное) перемещение сверлильной головки 170

Перемещение шпинделя за один оборот штурвала 122, 46

Рабочая поверхность стола 450х500

Наибольший ход стола мм 300

Установочный размер центрального Т-образного паза в столе по ГОСТ 1574-75 18H9

Установочный размер крайних Т-образных пазов в столе по ГОСТ 1574-75 18H11

Расстояние между двумя Т-образными пазами по ГОСТ 6569-75 100

Количество скоростей шпинделя 12

Пределы чисел оборотов шпинделя об/мин 31,5-1400

Количество подач 9

Пределы подач мм/об 0,1-1,6

Наибольшее количество нарезаемых отверстий в час 55

Управление циклами работы ручное

Род тока питающей сети трёхфазный

Напряжение питающей сети 380/220

Тип двигателя главного движения 4А1001.4

Мощность двигателя главного движения 4

Тип электронасоса охлаждения Х14-22М

Мощность двигателя электронасоса охлаждения 0,12

Производительность электронасоса охлаждения 22

Высота станка 2535

Ширина станка 835

Длина станка 1030

Масса станка 1200

В качестве режущего инструмента используем сверло спиральное из быстрорежущей стали Р18 по ГОСТ 2092-77 2301-4157;

В качестве дополнительной оснастки используем тисы станочные с ручным приводом: по ГОСТ 14904-80 7200-0213;

Для протяжной операции: выбираем Горизонтально-протяжной станок 7Б55

Станок протяжной горизонтальный предназначен для обработки методом протягивания сквозных отверстий различной геометрической формы и иразмеров (как предварительно обработанных, так и черных) в пределах тягового усилия станка и длины хода рабочих салазок. При использовании специальных приспособлений, на нем можно также протягивать и наружные поверхности разнооборазных профилей. Станок пригоден для использования в иусловиях массового, крупносерийного, мелкосерийного и индивидуального производства. Оснастив станок автоматической загрузкой и выгрузкой деталей, его можно встраивать в автоматические линии.

Технические характеристики

Класс точности по ГОСТ 8-71 Н

Номинальное тяговое усилие, тс 10

Наибольшая длина хода рабочих салазок, мм 1250

Наибольшая настроенная длина хода рабочих салазок, мм 1200

Расстояние от станины до оси отверстия под планшайбу в опорной плите, мм 250

Максимальный наружный диаметр обрабатываемой детали, мм 600

Размеры рабочей поверхности передней опорной плиты станка, мм 450х450

Диаметр отверстия под планшайбу в опорной плите, мм 160А

Диаметр отверстия в планшайбе, мм 125А

Диаметр планшайбы, мм 280

Наибольшая скорость рабочего хода, м/мин 11,5

Наибольшая / наименьшая скорость рабочего хода, м/мин 11,5 / 1,5

Регулирование скорости рабочего хода бесступенчатое

Рекомендуемая скорость обратного хода, м/мин 20...25

Мощность, кВт 18,5

Габариты 6340x2090x1910

Масса, кг 5200

В качестве режущего инструмента используем протяжку: по ГОСТ 24820-81,

В качестве дополнительного оборудования используем тисы станочные с ручным приводом: по ГОСТ 14.904-80 72-0213;

Для зубодолбежной операции:выбираем универсальный зубодолбежный станок 5А140П

Универсальный зубодолбежный станок предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с наружным и внутренним зацеплением в условиях единичного и серийного производства.

аксимальный делительный диаметр нарезаемых колес, мм:

наружного зацепления 500

внутреннего зацепления (Х- толщина обода изделия) 500

Максимальный модуль нарезаемых колес, мм 8

Максимальная ширина нарезаемого венца, мм 100

Максимальный ход шпинделя инструмента, мм 125

Диаметр рабочей поверхности стола, 560

Базирующее отверстие в столе, 110

Расстояние от плоскости стола до торца шпинделя инструмента, мм 120-270

Расстояние от оси шпинделя инструмента до оси стола, мм 0-355

Наибольший делительный диаметр долбяка, мм 125

Конус в шпинделе инструмента (Морзе) 5

Число двойных ходов штосселя в минуту 55-560

Подача, мм/мин:

круговая (при долбяке 100) 6-590

радиальная (мм/дв.ход) 0,02-0,2

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 4; 4,5; 7,5

Габаритные размеры станка, мм

Длина 1975

Ширина 1690

Висота 2510

Масса станка, кг 7500



Рисунок 2 зубодолбежный станок 5А140П

Выбор измерительного инструмента:

Измеримтельный прибомр -- средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

В соответствии с линейными раз мерами нашей детали:

Максимальный измеряемый диаметр - Dmаx=174мм

Минимальный измеряемый диаметр - Dmin=130мм

Максимальный линейный размер - Lmаx=125мм

Минимальный линейный размер - Lmin=20мм

В качестве основного измерительного инструмента выбираем штангенциркуль.

Штангенциркуль ШЦ-1 по ГОСТ 166-80 с ценой делений 0,1мм.

Для измерения диаметра отверстий шпоночного паза выбираем нутрометр индикаторный.

Нутромер индикаторный типа НИ служит для измерений внутренних размеров деталей относительным методом. Механизм нутромера представляет собой сочетание клиновой передачи с отсчетным устройством. Для совмещения линий измерения с диаметральной плоскостью нутромер снабжен центрирующим мостиком. Настройка нутромера на требуемый размер может производиться как по аттестованным кольцам, так и по блокам концевых мер длины с боковин.

Для измерения параметров зубчатого колеса выбираем универсальный прибор для измерения зубчатых колес по ТУ-2-034-544-81 типа зип-1 со следующими характеристиками:

Модуль 1-8;

Диаметр делительной окружности 20-320мм,

Степень точности 6;

Цена деления ,001мм;

Допускаемая погрешность 0,0035мм;

Полуавтомат зубошлифовальный для цилиндрических колес, работающий абразивным червяком 5В835 Предназначен для шлифования прямозубых и косозубых цилиндрических колес абразивным червяком методом непрерывной обкатки. Для серийного и крупносерийного производства.

Рисунок 3. Полуавтомат зубошлифовальный 5В835

Технические характеристики:

Класс точности станка по ГОСТ - А

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм - 125

Наибольший модуль обрабатываемых зубчатых колес - 2

Наибольшая ширина зубчатого венца, мм - 80

Пределы частот вращения шпинделя, Min/Mаx, об/мин - 2000

Мощность двигателя главного движения, кВт - 4

Габаритные размеры станка: длина, ширина, высота, мм -2045 х2080 х1800

Масса станка с выносным оборудованием, кг - 4 300

Начало серийного производства - 1987

При выборе водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) необходимо учитывать ряд факторов. Прежде всего, разумеется, надо искать оптимальное соотношение цены и качества. Важный момент, на который стоит обратить особое внимание - это средний срок службы СОЖ, определенный в ходе испытаний. Некоторые жидкости могут быть несколько дешевле других по первоначальной цене, но при этом иметь значительно меньший срок службы. Знание стоимости жидкости и ее срока службы позволит элементарно рассчитать экономическую эффективность концентрата, по формуле: цена, деленная на срок службы. Полученное значение и будет реальной стоимостью СОЖ на один день. Следует оговориться, что на практике подобный расчет усложняется тем, что необходимо также учесть потери жидкости в процессе эксплуатации, а также расходы на мероприятия по корректировке свойств СОЖ в течение срока службы. Кроме того, расчет корректен, если сравниваемые жидкости обеспечивают одинаковую стойкость инструмента и равны по антикоррозионным свойствам.

2.4 Разбивка операций на технологические переходы

Определение межоперационных припусков

Припуски должны быть разделены на общие и межоперационные. Под общим припуском понимают припуск, снижаемый в течении всего процесса обработки данной поверхности - от размера заготовки до окончательного размера готовой детали. Межоперационным называют припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции. Припуск должен иметь размеры, обеспечивающие выполнение необходимой для данной детали механической обработки при удовлетворении установленных требований к шероховатости и качеству поверхности металла и точности размеров деталей при наименьшем расходе материала наименьшей себестоимости детали.

При установлении размеров припусков на обработку указывают допустимое отклонение от них, т.е. допуски на размеры заготовки, т.к. получить заготовку точно установленных размеров невозможно.

При установлении размеров припусков на обработку указывают допустимые отклонения от них, т.е. допуски на размеры заготовки, т.к. получить заготовку точно установленных размеров невозможно.

Размер припуска зависит от толщены поверхностного поврежденного слоя, т.е. от толщены корки для литых заготовок, обезуглероженного слоя для проката, глубины поверхностных неровностей, раковин, трещин, пор, и пр., а также от неизбежных производственных и технологических погрешностей, зависящих от способа изготовления заготовки, её формы и размеров, способа обработки, геометрических погрешностей станка и других факторов .

В производственных условиях размеры припусков устанавливают на основании опыта; при этом используются различные нормативные таблицы, входами в которые являются геометрические размеры детали конструктивные формы, точность обработки и чистоты поверхности.

На рис. 1 показаны схемы расположения межоперационных припусков и допусков при обработке заготовок типа вала (рис. 1, а) и отверстия ( рис. 1б).

Необходимо иметь в виду , что показанные на рис.1 . припуски являются наименьшими .

Из схемы рисунка следует , что общий припуск на обработку - Z0 равен сумме наименьших межоперационных припусков и межоперационных допусков без допуска на определенную операцию

Z0=Z1+d1+Z2+d2+Z3

На практике размер заготовки (например вала) определяют:

B1=B6+Z3+d2+Z2+d1+Z1=B6+Z0



Рисунок 4

Условия обозначения :

B1 - размер заготовки ( вала) ;

B2 и B3 - наибольший и наименьший предельные размеры операции;

B4 и B5 - то же, после второй операции;

B6 и B7 - то же, после третьей операции;

Z1 и d1 - межоперационный припуск и допуск на первую операцию;

Z2 и d2 - то же, на вторую операцию;

Z3 и d3 - то же на третью операцию;

А1 - размер отверстия в заготовке;

А2 и А3, А4 и А5, А6 и А7 - наименьшие и наибольшие предельные размеры отверстий после первой, второй и третьей операции соответственно. Имея в виду то, что B6 - это один из размеров детали, указанный в чертеже. Графическое построение поле припусков и допусков проводят в последовательности обратной последовательности обработки.

При проектировании технологического процесса межоперационные размеры определяют следующим образом.

Для вала :

B4 = B6 +Z3 + d2

B2 = B6 +Z3 +d2 + Z2 + d1 = B6 + Z1

Эти размеры и указывают в технологической документации, как предельные, которые должны быть получены в результате выполнения соответствующей операции (перехода).

Полученный размер заготовки (прутка) B1 уточняют по сортометру, выбирая ближайший больший. Оринтеровочные значения общего припуска для проката характеризуются следующими средними данными.

Таблица 6

Вид заготовки	Материал	Припуск на толщину дефектного слоя на сторону в мм.	Общий припуск на сторону в мм.
Прутковый материал	Сталь	0,5	1-2

То для максимально нагруженного размера получаем:

?174+ 1,4 + 1,0 =? 176,4 мм ;

По ГОСТ 7417 - 75 находим ближайшую большую ?178 мм; следовательно

Круг

Для изготовления детали используем сталь 45 со следующими технологическими свойствами:

температура ковки , С 0 :начала 1250 , конца 700

свариваемость - трудно свариваемая .

способы сварки - ручная дуговая .

Необходим подогрев с последующей термообработкой .

К отпускной хрупкости не склонна .

Назначение - изготовление вал - шестерён, коленчатых и распределительных валов, шестерён, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулаков, и других нормализуемых, улучшаемых и подвергаемых поверхностной термообработке деталей, от которых требуется поверхностная прочность.

2.6 Расчет режимов резания, норм времени

Расчет режима резания при токарной обработке.

Деталь - втулка зубчатая. Материал сталь 45;

у = 75 кг-с/ мм 2 ;

Режущий инструмент - токарный проходной резец из быстрорежущей стали Т5К10, правый, стойкость резца - 90 мин .

Оборудование - токарно - винторезный станок 16К20

Необходимо рассчитать режим резания при токарной обработке цилиндрической поверхности с диаметра мм; ?174 до диаметра ? 130 мм; по 5 классу, на длине 80 мм .

1) .Определяем припуск на механическую обработку и глубину резания:

мм

Учитывается что припуск до 2мм срезается за один проход, принимаем i = 7, где i - число проходов, то;



2. Назначаем подачу для первого точения: - 0,4 мм/об проверяем выбранную подачу с паспортной подачей станка 16К20:

Sст = 0,08 ? 1,9 мм/об

Z = 24 ( число ступеней подач )

Smаx = Smin ? - 1 ;

Рассчитаем значение подач по ступеням :

S10 = S1 ? ц 9 = 0,08 ? 1,15 9 = 0,28 мм/об

S11 = S10 ? ц = 0,28 ? 1,15 = 0,32 мм/об

S12 = S11 ? ц = 0,32 ? 1,15 = 0,368 мм/об

S13 = S12 ? ц = 0,368 ? 1,15 = 0,423 мм/об

В качестве расчетной принимаем ближайшую меньшую

Sp = S12 = 0,368 мм/об

3) . Определяем расчётную скорость резания:

где

Kv - поправочный кооэфициент, учитывающий реальные условия резания



где

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала.

- поправочный коэффициент на материал режущей части инструмента.

Для Т5К10 = 0.65; (таб. 2)

= поправочный коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца:

Для Т = 90 мин. = 0.92 (таб. 3)

= поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок

(таб. 4) = 1.0

Находим:

=

- коэффициент зависящий от качества обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента;

Т - принятый период стойкости резца (Т = 90 мин)

Значения Сv.X.Y.m - находим по таблице 5, для стали при S > 0.3;

то ;

4. Определяем расчётную частоту вращения ;

,

где D - диаметр детали.

По паспорту станка 16K20

= 12.5 об/мин;

= 1600 об/мин

Z = 24 (число ступеней вращения)

Определяем частоту вращения по ступеням.

В качестве расчётной принимаем ближайшее меньшее значение

В качестве расчётной принимаем ближайшее меньшее значение

5. Определяем фактическую скорость резанья:

;м/мин

Основные режимы резания при точении:

t = 1.98 мин.

Sp = S12 = 0.368 мм/об

= 230 м/мин

= 422 об/мин

6. Проверяем выбранный режим по мощности, потребляемой на резание:

, где

Кр - поправочный коэффициент,

Где

Км- поправочный коэффицент на обрабатываемый материал, по таб. 6 находим

Км= 0.89 (sв = 61 кг-с/мм2)

- поправочный коэффициент на главный угол в плане резца (таб. 7)

= 1.0; (ц = 450);

То Кр =* = 0.89 ? 1.0 = 0.89;

Значения находим по таблице 8

Определяем осевую составляющую силы резания ;

кг-с, =17.14 кг-с

По паспорту станка кг-с следовательно расчёт произведён верно.

7. Определяем эффективную мощность на резании Nэ;

квт

8. Определяем мощность потребляемую на резание.

КПД станка = 0.75

квт.

определяем коэффициент использования станка

где - мощность главного электродвигателя станка; N=4 квт (по паспорту)

9. Определяем технологическое (машинное) время

где L - расчётная длина обрабатываемой поверхности.

L = l + l1 + l2, где

l - действительная длина обрабатываемой поверхности; l = 12 мм;

l1 - величина врезания

l1 = t ? сtg = 1.98 ? сtg450 = 1.98 мм;

l2 - выход инструмента;

l2 = (2?3) Sст = 2 ? 0.37 = 0.74 мм;

i = 7 (количество проходов)

L = l + l1 + l2 = 12 + 1.98 + 0.74 = 14.72 мм;

Расчет режимов резания при сверлении

Длина отверстия 125мм.

Диаметры отверстия по переходам:

сверления - D = 89мм;

1. Выбираем подачу, скорость резания, мощность и осевую силу резания Полученные значения заносим в таблицу 4.1.

Переход	Режими резанния
	SоT, мм/об	Vтабл, м/хв	NT, кВт	PT, Н	nT, хв.-1
Сверление	0,47	15,5	3,22	14696	295

Таблица 10.1 - Значение режимов резания.

Переход Режимы резания

SоT, мм / об Vтабл, м / мин NT, кВт PT, Н nT, мин-1

Сверления 0,47 15,5 3,22 14696 295

SоT = 0,47 мм / об для сверления с l / d <3 [16.с129.], С учетом коэффициента KSM = 1,0

S_о = S_оT • K_SM = 0,47 • 1,0 = 0,47

уточняем подачу по паспорту станка

Sо = 0,47 мм / об.

2.призначаемо скорость резания.

Находим скорость резания [с.129]:

V = V_табл • K_VM • K_VЗ • K_VЖ • K_VT • K_VП • K_VЫ • K_V1 • K_VW

где: V_табл - табличная величина скорости резания;

K_VM - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

K_VЗ - формы заточки инструмента;

K_VЖ - использование охлаждения;

K_VT - коэффициент учитывающий стойкость инструмента, которую принимаем 50 минут [с 144];

K_V1 - от отношения длины к диаметру;

K_VW - состояния поверхности заготовки;

K_VЗ - формы заточки инструмента;

K_Vl - длины рабочей части инструмента;

K_Vn - учет покрытия инструмента;

K_V1 - маршрута обработки.

V = 15,5 • 1,0 • 1,2 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 2,2 • 0,9 • 1,0 = 25,043 м / мин.

Рассчитываем число оборотов шпинделя станка.

n = (1000 ? v) / (р ? D) = (1000 ? 25,043) / (р ? 174) = 562 мин ^ (-1)

Уточняем скорость резания по паспорту станка nф = 300хв-1.

Рассчитываем фактическую скорость резания

Vф = (р • D • n_Ф) / 1000

Vф = 126 м / мин.

1. Рассчитываем длину рабочего хода.

L= L+ y = 29+10 = 40 мм

где L_риз длина резки;

у - длина врезания и хода инструмента.

4. Расчет основного машинного времени.

Tо = L / (S • n) • i мин.

Tо = 40 / (0,42 • 562) = 0,174 мин.

2. Находим осевую силу.

Pо = PT • KP = 14696 • 1,0 = 14 696 Н

где P_табл табличная величина осевой силы [с 129];

KP коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

3. Расчет мощности резания.

N = NT / KNM = 3,22 / 1,0 = 3,22 кВт.

На основании ЕСКД и ЕСТД разрабатывая технологический процесс обработки заданной детали, заносим в операционные карты. Разрабатываем и заполняем карты эскизов, заполняем маршрутную карту обработки.

Список литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 656 с.

3. Режимы лезвийной обработки деталей ГТД6 Учеб. пособие / В.Ц. Зориктуев, В.В. Постнов, Л.Ш. Шустер и др. Уфа: УАИ, 1991. 80 с.

Размещено на Allbest.ru