Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

На тему:

«Проектирование операций механической обработки поверхностей детали»

По дисциплине:

«Методы и параметры формообразования поверхностей деталей авиационных двигателей»

1. Идентификация материала детали. Определение потребного числа переходов

Сталь 40Х (по ГОСТ 4543-71) обладает следующими механическими свойствами:

%

Назначение: Торсионные валы, коробки передач и другие нагруженные детали, работающие при скручивающих повторно-переменных нагрузках и испытывающие динамические нагрузки.

Таблица 1.1 - Химический состав.

Химический элемент	%
Хром (Cr)	0.80-1.10
Кремний (Si)	0.17-0..37
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Медь (Cu), не более	0.30
Фосфор (P), не более	0.035
Никель (Ni)	0.30
Сера (S), не более	0.035
Углерод (C)	0.36-0.44

После штамповки заготовку обычно подвергают отжигу для снятия упрочнения, возникающего в результате пластического деформирования.

2. Формирование плана обработки

2.1 Расчёт необходимого числа переходов

Таблица 2.1.1. - Расчет потребного числа переходов

№ пов	Разм.	Точность	Шероховатость	Kyт	Kyш	nт	nш	nпр
		деталь	заготовка	Rz д	Rz з
		кв	т	кв	т
2	24	7	21	16	1300	3.2	100	61.9	31.25	3.88	3.74	4
3	38	8	39	16	1600	3.2	100	41.02	31.25	3.49	3.74	4
4	9	9	36	16	900	8	100	25	12.5	3.03	2.74	3
5	64	12	300	16	1900	3.2	100	6.33	31.25	1.74	3.74	4
6	36	12	250	16	1600	20	100	6.4	5	1.74	1.74	2
8	23	12	210	16	1300	20	100	6.2	5	1.72	1.74	2
9	26	12	210	16	1300	20	100	6.2	5	1.72	1.74	2

2.2 Определение операционных размеров

С помощью планов обработки элементарных поверхностей определяют операционные размеры. Припуски на обработку выбираем по нормативам, руководствуясь [4].

Таблица 2.2.1 - Поверхность 1 Ш50 h8 Ra0.63 = Rz 3.15

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Заготовка	16	1600	100		54
Точение черновое	12	250	40	2,5	51,5
Точение получистовое	10	100	20	0,8	50,7
Точение чистовое	9	62	8	0,6	50,1
Шлифование окончательное	8	39	3,15	0,1	50

Поверхность 3 Ш92 h9 Ra5 = Rz20

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Заготовка	16	2200	100		96
Точение черновое	12	350	40	2,5	93,5
Точение получистовое	10	140	25	0,9	92,6
Точение чистовое	9	87	20	0,6	92

Таблица 2.2.3. Поверхность 7 Ш82 h9 Ra5 = Rz 20

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Заготовка	16	2200	100		86
Точение черновое	12	350	40	2,5	83,5
Точение получистовое	10	140	25	0,9	82,6
Точение чистовое	9	87	20	0,6	82

Таблица 2.2.4 - Поверхность 11 Ш48 h5 Ra0.16 = Rz0.8

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Заготовка	16	1600	100		52
Точение черновое	12	250	40	2,18	49,82
Точение получистовое	9	62	20	0,8	49,02
Точение чистовое	8	39	10	0,6	48.42
Шлифование черновое	7	25	5	0,3	48,12
Шлифование чистовое	6	16	2,5	0,1	48,019
Суперфиниширование	5	11	0,8	0,019	48

Таблица 2.2.5. Поверхность 13 Ш44 h9 Ra5 = Rz20

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Заготовка	16	1600	100		47,4
Точение черновое	12	250	40	2	45,4
Точение получистовое	10	100	25	0.8	44,6

Таблица 2.2.6 - Поверхность 15 Ш34 Н6 Ra0.32 = Rz1.6

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Сверление	13	390	40		31,1
Растачивание черновое	10	100	20	1,11	32,2
Растачивание чистовое	8	39	5	0,8	33,66
Шлифование	7	25	2,5	0,3	33,963
Хонингование	6	13	1,6	0,037	34

Таблица 2.2.7 - Поверхность 17 Ш30 Ra 5 = Rz 20

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Сверление	13	270	40		28,7
Растачивание черновое	10	70	25	0,8	29,5
Растачивание чистовое	9	43	20	0,5	30

Таблица 2.2.8 - Поверхность 19 Ш36 H7 Ra0.63 = Rz3.15

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Сверление	13	390	40		33,6
Растачивание черновое	10	100	20	1,2	34,8
Растачивание чистовое	8	39	5	0,8	35,6
Шлифование	7	25	2,5	0,4	36

Таблица 2.2.9 - Поверхность 21 Ш10 H7 Ra1.25 = Rz6,25

Переходы	Квалитет	Шероховатость Rz	Припуск 2z	Операционный размер
	КВ.	Т
Сверление	12	120	40		9,6
Развертывание черновое	9	30	15	0,25	9,85
Развертывание чистовое	7	12	6,25	0,15	10

2.3 Формирование плана обработки детали

Этап черновой

05. Токарная

10. Токарная

15. Токарная

20. Токарная

25. Токарная

Этап получистовой

30. Токарная

35. Токарная

Этап чистовой

40. Токарная

45. Токарная

50. Сверление

55. Развертывание черновое

60. Развертывание чистовое

65. Фрезерование

70. Зубофрезерование

75. Зубодолбление

80. Протягивание

85. Резьбонарезание

Этап термический

90. Химико термическая обработка - Азотирование

Этап отделочный

95. Зубошлифование

100. Зубошевингование

105. Круглошлифование

110. Круглошлифование черновое

115. Круглошлифование чистовое

120. Внутрение шлифование

125. Внутрение шлифование

130. Суперфиниширование

135. Хонингование.

3. Проектирование токарных операций

Обработка точением осуществляется в 3 этапа: черновой, получистовой и чистовой.

3.1 Черновой этап

05 Токарная

1. Точить поверхность 11 с подрезкой торца 10

2. Точить поверхность 3

Выбор режущего инструмента

Резец токарный проходной отогнутый правый с пластиной из твёрдого сплава Т5К10 (по ГОСТ 18880-73).

015 Токарная

1. Точить поверхность 13 с подрезкой торца 12.

2. Точить поверхность 11 с подрезкой торца 8.

3. Точить поверхность 7 с подрезкой торца 4,

020 Токарная

1. Сверлить отверстие 17

2. Расточить поверхность 19.

Выбор режущего инструмента

Расточной цельный резец из твёрдого Т5К10 сплава со стальным хвостовиком. Для глухих отверстий (по ГОСТ 18063-72).

Рисунок 5 - Резец расточной с пластиной из твердого сплава со стальным хвостовиком ГОСТ 18063-72.

Использовать спиральное сверло Ш28,7 из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком по ГОСТ 12121-77. Материал сверла Р6М5.

025 Токарная

1. Расточить отверстие 15.

3.2 Получистовой этап

030 Токарная

1. Точить канавку 16.

2. Точить поверхность 13 с подрезкой торца 12.

3. Точить поверхность 11 с подрезкой торца 10.

4. Точить поверхность 9 с подрезкой торца 8.

5. Точить поверхность 7 с подрезкой торца 4.

035 Токарная

1. Точить канавку 18.

2. Точить поверхность 1.

3. Точить канавку 5.

4. Расточить отверстие 17.

5. Точить поверхность 3.

Выбор режущего инструмента

Выбираем токарный канавочный резец с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18884-73. Схема резца изображена на рисунке 7.

3.3 Чистовой этап

040 Токарная

1. Точить поверхность 1

2. Расточить отверстие 19.

3. Точить поверхность 3.

4. Снять фаски.

5. Расточить отверстие 17.

Выбор режущего инструмента

Выбираем резец токарный проходной отогнутый резец ГОСТ 18868-73. Материал резца Т15К6. Схема резца изображена на рисунке 8.

045 Токарная

1. Расточить отверстие 15.

2. Точить поверхность 11.

3. Точить поверхность 7.

4. Снять фаски

3.4 Режимы резания при точении

Обработка точением осуществляется в 3 этапа: черновой, получистовой и чистовой.

3.4.1 Режимы резания при черновом точении

Поверхность 11 Ш49,82h12, :

1. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств на скорость резания:

К_Г=0.9; n_v=1 [табл. 2, с. 266]

2. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (заготовка-поковка):

Knv = 0,8 [2, табл. 5, с. 263]

3. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала:

Kuv = 1,0 [2, табл. 6, с. 263]

K_цV=0,7; K_ц1V =1 [2, табл. 18, с. 271]

4. Назначаем подачу:

По формуле Чебышева:

K=0,15; Ks=-0,33; Ys=0,19; Zs=0,2. [10, Т. 2.4, с. 31]

5. Скорость резания:

Cv=350; Х=0,15; y=0,35: m=0,2 [2, табл. 17, с. 269]

T=60 мин

Расчётная частота вращения шпинделя станка:

7. Определение сил резания:

Сила\Коэффициент	Kцp	Kгp	Kлp
Pz	0,89	1,0	1,0
Py	0,5	1,0	1,0
Px	1,17	1,0	1,0

Значения коэффициента Сp и показателей степени

Составляющая сила	Сp	x	y	n
Pz	300	1,0	0,75	-0,15
Py	243	0,9	0,6	-0,3
Px	339	1,0	0,5	-0,4

n=0,75 [2 табл. 9 стр. 264]

9. Эффективная мощность резания:

Выбираем токарный станок 16Б04А,



…

Принимаем

мм/об

об/мин

Фактическая скорость резания:

10. Основное время обработки:

3.4.2 Режимы резания при получистовом точении

Поверхность 11 Ш49,02 h9, :

1. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств на скорость резания:



К_Г=0.9; Кn_v=1,0; Ки_v=1 [2, табл. 2,5,6 с. 262-263]

2. Расчётная подача:

[10, Т. 2.5, с. 32]

Принимаем

3. Расчётная скорость резания:

Cv=420; Х=0,15; y=0,2: m=0,2 [2, табл. 17, с. 269]

T=60 мин

K_цV=0,7; K_ц1V =1 [2, табл. 18, с. 271]

Расчётная частота вращения шпинделя станка:

Принимаем n_пр=1120 (об/мин).

4. Фактическая скорость резания:



5. Основное время обработки:

(об/мин)

3.4.3 Режимы резания при чистовом точении

Поверхность 11 48,42 h8, :

1. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств на скорость резания:

К_Г=0.9; Кn_v=1,0; Ки_v=1 [2, табл. 2,5,6 с. 262-263]

2. Расчётная подача:

Принимаем Sпр=0,28 мм/об.

3. Расчётная скорость резания:

Cv=420; Х=0,15; y=0,2: m=0,2 [2, табл. 17, с. 269]

T=60 мин

K_цV=0,7; K_ц1V =1 [2, табл. 18, с. 271]

Расчётная частота вращения шпинделя станка:

Принимаем n_пр=1120 об/мин.

4. Фактическая скорость резания:

5. Основное время обработки:

мм/об

об/мин

4. Проектирование операций обработки радиальных отверстий

деталь переход токарный инструмент

4.1 Проектирование операции сверления

050 Сверлильная

1. Сверлить 4 отверстия поверхности 21

2. Развернуть предварительно 4 отверстия поверхности 21.

3. Развернуть окончательно 4 отверстия поверхности 21.

Выбор режущего инструмента

Выбираем сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 886-77. Материал сверла Р6М5. Схема сверла изображена на рисунке 10

d=9,6 мм L=139 мм

4.2 Проектирование операции развёртывания

Выбираем машинную цельную развертку с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ1672-80 для чернового точения. Материал развертки Р6М5. Схема развертки изображена на рисунке 11.

D=9,85 мм

L=134 мм

l=54 Z=6

Для чистового развертывания назначаем развёртку такого же типа ГОСТ2092-77 с другими геометрическими параметрами:

D=10 мм

L=140 мм

l=58 мм

4.3 Режимы резания при сверлении

050 Сверление.

Поверхность 21 Ш9,6 Н12

1. Поправочный коэффициент, учитывающий физико-химические свойства обрабатываемого материала:

К_Г=0.9; [2, табл. 2 с. 262-263]

2. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки РИ:

[2 табл. 6, с. 263]

3. Поправочный коэффициент на относительную глубину отверстия:

4. Общий поправочный коэффициент:

5. Назначаем подачу в пределах:

[2, табл. 25, с. 277]

Принимаем

6. Скорость резания:

[2.табл. 28, с. 279]

T=25 мин [2, табл. 30, с. 279]

7. Требуемая частота вращения шпинделя станка:

Принимаем

8. Фактическая скорость резания:

9. Длина рабочего хода:

11. Крутящий момент:

Осевая сила:

Для крутящего момента:

Для осевой силы:

12. Эффективная мощность резанья:

Выбираем вертикально-сверлильный станок 2М112,

10. Основное время обработки:

4.4 Режимы резания при черновом развёртывании

055 Развертывание черновое.

Поверхность 21 Ш9,85 Н9

1. Общий поправочный коэффициент: Кv=0,5

2. Подача рекомендуемая:

S=0,8 мм/об [2, табл. 27, с. 278]

Принимаем Sпр=0,8 мм/об.

3. Скорость резания:

Cv=10,5; q=0,3; x=0,2; y=0,65; m=0,4 [2, табл. 29, с. 279]

T=25 мин [2, табл. 30, с. 279]

4. Частота вращения шпинделя:

Принимаем n=450 об/мин

5. Фактическая скорость резания:

6. Длина рабочего хода:



Lобр=5 мм; Lпереб=1; Lподв=2 мм;

7. Основное время обработки:

8. Крутящий момент:

Cр=300; x=1; y=0,75 [2, табл. 22, с. 273]

Заключение

Совершенствование конструкции двигателей летательных аппаратов, направленное на повышение ресурса работы, экономичности других его параметров, в значительной степени влияет на технологию изготовления деталей. Характерными особенностями производства современных двигателей являются сложность конструктивных форм деталей, широкое применение для их изготовления труднообрабатываемых материалов, высокие требования к точности и состоянию поверхностного слоя деталей. Большинство деталей двигателей летательных аппаратов изготавливается механической обработкой.

В данной работе проведено проектирование операций механической обработки поверхностей вала-шестерни. Для каждой операции выбран режущий инструмент, оборудование и определены основные технологические параметры, необходимые для формообразования поверхности.

Литература

1. Марочник сталей и сплавов. Под ред. В.Г. Сорокина. М., 1989, 640 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. т. 2, М., 1985, 656 с.

3. Методы обработки поверхностей. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ. Горбачев А.Ф., Яценко С.В., Худяков С.В.Х., ХАИ, 1995, 45 с.

4. Сотников В.Д., Долматов А.И., Горбачев А.Ф., Яценко С.В. Разработка маршрутных технологических процессов изготовления авиадвигателей. Х., ХАИ, 1989, 41 с.

5. Исследование кинематической точности зубчатого колеса, обработанного на зубофрезерном станке. Барсуков А.П., Некрасов А.Д., Белоконь Б.С. Методические указания к лабораторной работе. Х., ХАИ, 1984.

6. Производство зубчатых колес. Под ред. Б.А. Тайца, М., 1975, 708 с.

7. А.И. Адам, Г.Г. Овумян. Справочник зубореза-фрезеровщика. М., 1961, 271 с.

8. Гулида Э.Н. Теория резания металлов, металлорежущие станки и инструменты. Львов, «Вища школа», 19976, 334 с.

9. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. т. 1, М., 1985, 656 с.

Размещено на Allbest.ru