Разработка технологического процесса изготовления рычага нажимного диска сцепления

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Назначение и конструкция детали

2. Определение типа производства

3. Анализ технологичности конструкции детали

4. Выбор заготовки

5. Анализ существующего технологического процесса

6. Разработка технологического процесса

7. Расчет припусков на обработку

8. Расчет режимов резания и технических норм времени

9. Расчет приспособления

10. Проектирование и расчет металлорежущего инструмента

Заключение

1. Назначение и конструкция детали

Вилка нажимного диска применяется в сцеплении двигателя ЯМЗ-236.

Служит для фиксации рычага, который поворачивается на оси вилки, преодолевает усилие нажимной пружины и отводит нажимной диск назад.

Рис 1. Сцепление двигателя ЯМЗ-238Н

1-Диск сцепления ведомый передний, 2-Заклепка, 3-Ступица, 4-Накладка фрикционная, 5-Пружина отжимная, 6-Диск ведущий средний, 7-Диск сцепления ведомый задний, 8-Штифт со стопорным кольцом, 9-Ролик игольчатый, 10-Рычаг, 11-Ось рычага, 12-Шайба, 13-Пружина упорного кольца, 14-Вилка рычага, 15-Петля пружины, 16-Пластина стопорная, 17-Шайба, 18-Гайка вилки, 19-Пластина опорная, 20-Болт, 21-Масленка, 22-Гайка, 23-Шайба, 24-Шланг, 25-Пружина, 26-Муфта в сборе, 27-Подшипник, 28-Муфта, 29-Сухарь муфты, 30-Прокладка, 31-Крышка люка верхняя, 32-Болт, 33-Сапун, 34-Шайба, 35-Болт, 36-Планка стопорная правая, 37-Шпонка, 38-Вал вилки, 39-Заглушка, 40-Крышка люка нижняя, 41-Кольцо внутренне, 42-Кольцо наружное, 43-Корпус уполтнителя вала вилки, 44-Картер сцепления, 45-Планка стопорная левая, 46-Планка стопорная верхняя, 47-Болт, 48-Вилка, 49-Шайба, 50-Болт, 51-Болт, 52-Кольцо упорное, 53-Болт, 54-Втулка, 55-Диск нажимной с кожухом, 56-Планка, 57-Пружина тарельчатая, 58-Кольцо упорное, 59-Кожух, 60-Диск нажимной, 61-Пружина, 62-Шайба теплоизолирующая, 63-Шайба, 64-Гайка, 65-Шток, 66-Диск ведомый.

Вилка рычага нажимного диска сцепления изготовлена из стали 40Х, являющейся конструкционной легированной.Данный материал применяют для изготовления деталей таких как: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

рычаг диск сцепление

Химический состав в % стали 40Х ГОСТ 4543-71.

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	До 0,3	До 0,035	До 0,035	0,8-1,1	До 0,3

Механические свойства стали 40ХГОСТ 4543-71.

Марка стали	Предел текучести, ут МПа	Предел прочности, ув МПа	Относительное удлинение, д5 %
Сталь 40Х	785	980	10
Марка стали	Относительное сужение, ш %	Ударная вязкость, KCU Дж/см2	Твердость, HB
Сталь 40Х	45	590	217

2. Определение типа производства

Согласно ГОСТ 3.1108-74 ЕСТД и ГОСТ 14.004-83 ЕСТПП одной из основных характеристик типа производства выделяемой, по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности, объема выпуска изделий, является коэффициент закрепления операций Кзо:

Кзо=?По/Ря (2.1)

где ?По-суммарное число различных операций;

Ря-явочное число рабочих, выполняющих различные операции.

Кз.о. характеризует число различных технологических операций, приходящихся в среднем на одно рабочее место производственного подразделения за месяц. Однако в заданиях на выполнение курсового проекта указывается годовая программа изготовления детали, т.е. плановый период равен одному году, а не месяцу.

Рассчитываем количество времени, необходимое для выполнения каждой операции:

N = 61605- годовая программа, шт;

Тшт- штучное (штучно-калькуляционное) время выполнения операции, мин

Fд=3904ч - действительный годовой фонд времени, ч;

зз.н.=0,75 - нормативный коэффициент загрузки оборудования.

Коэффициент зз.н. выбирается в пределах 0,75...0,80. Это усредненные значения. Точные значения коэффициента определяются в случае необходимости при дальнейшей разработке техпроцесса.

1)Операция 001 S=(61605*0,359)/(60*3904*0,75)=0,13

2)Операция 002 S=(61605*0,234)/(60*3904*0,75)=0,08

3)Операция 003 S=(61605*0,246)/(60*3904*0,75)=0,09

4)Операция 004 S=(61605*0,410)/(60*3904*0,75)=0,14

5)Операция 005 S=(61605*0,216)/(60*3904*0,75)=0,08

6)Операция 006 S=(61605*0,046)/(60*3904*0,75)=0,02

7)Операция 008 S=(61605*0,156)/(60*3904*0,75)=0,05

Установить число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большего целого числа полученные значения S.

Вычисляем для каждой операции фактический коэффициент нагрузки рабочего места nз.ф. = S/Р и сравнить его с нормативными. Если nз.ф.>nз.н., то желательно загрузить рабочее место дополнительной операцией. В этом случае количество операций на данном рабочем месте увеличивается.

Определяем количество операций на каждом рабочем месте

По = nз.н / nз.ф (2.2)

Определяем УПо, Ря = УР, вычисляемКз.о. и устанавливаем тип производства. ДиапазонКз.о. установлен:

Кз.о. = 1 для массового производства;

1<Кз.о. <10 для крупносерийного;

10<Кз.о. <20 для серийного;

20<Кз.о. <40 для мелкосерийного.

Таблица 2.1 Данные к расчету Кзо

Операция	Тшт (ш.к.)	S	P	зз.ф.	По
001 Фрезерная	0,359	0,13	1	0,13	5,77
002 Протяжная	0,234	0,08	1	0,08	9,38
003Слесарная	0,246	0,09	1	0,09	8,33
004Сверлильная	0,410	0,14	1	0,14	5,36
005 Агрегатная	0,216	0,08	1	0,08	9,38
006 Промывка	0,046	0,02	1	0,02	37,5
008Контроль	0,156	0,05	1	0,05	15

?Р=7

Ря=?Р=7

?По=90,72

Кзо=?По/Ря=90,72/7=12,96

10<Кзо<20

На основе полученного коэффициента заполнения операций можно сделать вывод, что данный тип производства является серийным.

3. Анализ технологичности конструкции детали

Основными факторами, определяющими требования к технологичности конструкции, являются вид изделия, объём выпуска и тип производства.

Вид изделия обуславливает главные конструктивные и технологические признаки, исходя из которых, выдвигаются основные требования к технологичности конструкций.

Объем выпуска и тип производства определяют степень технологического оснащения, уровень механизации и автоматизации и специализацию всего производства.

Критериями технологичности конструкции детали являются: затраты на её изготовление, эксплуатацию и ремонт и чем меньше эти затраты при условии сохранения заданного качества тем выше технологичность конструкции. Снижение затрат на изготовление детали происходит в результате уменьшения трудоёмкости изготовления и металлоёмкости детали, применения производительных процессов обработки и средств технического оснащения. Поэтому при анализе технологичности конструкции детали выявляем следующее:

- в конструкции детали имеются унифицированные элементы: отверстия, паз, канавки, резьба, фаски для обработки которых применяется стандартный инструмент и приспособления;

- деталь имеет удобные технологические базы, гарантирующие надежную установку и закрепление заготовки, которые соответствуют конструкторским и измерительным базам;

- базирование детали в приспособлениях обеспечивает возможность свободного подвода и отвода инструмента относительно обрабатываемых поверхностей;

- контроль размеров выполняется контрольными приспособлениями и стандартным инструментом;

- деталь имеет цельную конструкцию, что обеспечивает жесткость достаточную для сопротивления силам резания и закрепления;

- Материал заготовки и способ её получения выбраны технологично и вполне оправдано. Однако следует иметь в виду, что себестоимость изготовления детали определяется суммой затрат на исходную заготовку и её механическую обработку, и в конечном счёте важно обеспечить снижение всей суммы. Все это выполняется при достаточно дешевом способе получения заготовок поковке.

Сталь является наиболее распространенным и легко доступным материалом, применяемым в машиностроении, поэтому замена материала другим более дешевым не обоснована.

4. Выбор заготовки

В современных отраслях производства практически повсеместно используются поковки - черновые детали, по своим размерам и форме очень близкие к требуемому изделию. Они делаются для минимизации издержек процесса обработки, поскольку их производство позволяет уменьшить стружечные отходы и количество операций и времени на отделочные операции. Чем точнее поковка соответствует будущей детали, тем больше получается экономия средств при её дальнейшей обработке.

В зависимости от своих характеристик поковки подразделяются

по сечению (квадратному, прямоугольному, многоугольному и круглому), а также по методу изготовления - на штампованные и кованые.

Штампованные поковки изготавливаются в так называемом штампе путём деформации металла под форму. Подразделяют два вида этого способа производства поковок: горячей штамповки - с предварительным нагревом металла - и холодной, т.е. без такой подготовки.

Нагрев придаёт металлу эластичность и пластичность, что позволяет придать материалу нужную форму без особых усилий.

5. Анализ существующего технологического процесса

№ оп.	Содержание операции	Наименование и модель станка	Технологические базы
005	Фрезеровать, выдерживая размеры 1, 2, 3	Горизонтальна-фрезерный6Р82Г
010	Протянуть, выдерживая размеры 1.	Вертикально-протяжной 775Н41
015	Обточить предварительно Ш14,75-0,24 на длине 24 мм. Сверлить предварительно отверстие Ш10,2 на верхней лапке. Обточит деталь, выдерживая размеры 4, 2, 11. Сверлить предварительно отверстие Ш10 в нижней лапке. Точить фаску, выдерживая размеры 3. Зенкеровать два отверстия Ш10,5. Нарезать резьбу, выдерживая размеры 12, 1. Развернуть два отвертия, выдерживая размеры 8, 10, 5, 6, 13, 7, 9.	Агрегатно-сверлильный ХА-6634А
020	Промыть детали согласно инструкции промывки (выдуть сжатым воздухом).	Моечная машина 9199-049
025	Проверить внешним осмотрим полноту и качество обработанных деталей 1, 5, 6, 7	Контрольный стол

Общее количество операций - 5

Ручных и контрольных - 1

Количество использованного оборудования - 4

Исходя из подробного и детального изучения чертежа детали, а также после рассмотрения условий работы детали в данном узле, делаем вывод о том, что наиболее жесткие требования по точности изготовления предъявляются к наружным поверхностям детали.

С точки зрения достижения заданной точности размеров и шероховатости в данном технологическом процессе последовательность операций, построение основных операций и чередование переходов хорошо продумано. Трудностей с базированием данной детали не возникает, в данном технологическом процессе технологические базы определены правильно и удобно, что в совокупности с применением различных станочных приспособлений обеспечивает гарантированное закрепление детали на всех этапах ее обработки.

В целом можно сказать, что при обработке этой детали принцип единства баз не соблюдается, т.к. каждая операция осуществляется на разных станках, в этом случае возможно применение многооперационных станков, позволяющих обрабатывать деталь без изменения ее положения относительно рабочих органов станка, но с точки зрения сокращения рабочих мест и неизбежного увеличения объема годовой программы выпуска детали, их применение в производстве данной детали невыгодно. Все станки соответствуют по своим параметрам требованиям данной операции. В данном технологическом процессе присутствуют ручные работы, которые невозможно механизировать. Все контрольные операции размещены правильно, с применением правильных методов контроля.

Ручные работы в существующем технологическом процессе большей частью обусловлены погрузкой и разгрузкой заготовки в станки. К ручным операциям можно также отнести слесарную обработку: снятие заусениц, острых кромок и т. д.

Цель окончательного контроля итоговая проверка соответствия полученных размеров заданным на чертеже. Кроме того, после отдельных операций обработки также производятся проверки полученных в ходе выполнения этих операций размеров, с тем, чтобы вовремя выявить брак и найти его причины. Основными причинами брака являются износ и поломка режущего инструмента, неправильная настройка станка, неточная настройка инструмента. Количество и вероятность появления бракованных деталей минимальны: общее их число не превышает 5% от всего объема партии.

6. Разработка технологического процесса

В существующий технологический процесс было внесено следующее изменение: операцию 015 предлагается выполнять на агрегатно-сверлильном станке с ЧПУ фирмы KETTERER, вместо агрегатно-сверлильного станка модели ХА6634А.

Данные изменения позволили сократить время производства изделия, повысить производительность обработки.

Разработанный технологический процесс см. Приложение.

7. Расчет припусков на обработку

Расчет припусков на обработку отверстия Ш10,8.

Таблица 7.1

Расчетная карта для определения припусков и допусков при обработке отверстия в размер

Ном. Оп.	Поверхность обработки	Квол. точ.	Шероховатость, мкм	Толщ.дефект. слоя. мкм	Простр. откл. мкм	Погр. уст.мкм	Мин. припуски 2Zmin мкм	Допуски Do и d1 мкм	Ном.припуски 2Zном, мкм	Ном. Промеж.р-ры мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Заготовка	-	80	150	0,58	-	-		-	0
020	Сверлить отверстие 10,8	13	40	60	1,335	70	600	+200	800	10,2
020	Зенкеровать отверстие 10,5	12	30	30	0,07	70	340,02	+120	460,02	10,5
020	Расточить отверстие 10,8	9	5	10	0	70	260	+35	295	10,8

Вычисляем суммарное значение пространственных отклонений для заготовки. Прокат при обработке в приспособлении.

где p0 - суммарное значение пространственных отклонений ,- удельное значение увода отверстия, C02 - смещение оси заготовки.

Определяем погрешность установки заготовки по справочнику:

е1 = 70 мкм [1, с.66, т19]

Расчет минимальных промежуточных припусков Zimin:

Находим допуски на промежуточные размеры и определяем номинальные промежуточные припуски:

Рассчитываем номинальные промежуточные размеры:

Наибольший предельный размер по чертежу

Расчет припусков на обработку поверхности Ш30.

Таблица 7.2

Расчетная карта для определения припусков и допусковпри обработке поверхности в размер

Ном. Оп.	Поверхность обработки	Квол. точ.	Шероховатость, мкм	Толщ.дефект. слоя. мкм	Простр. откл. мкм	Погр. уст.мкм	Мин. припуски 2Zmin мкм	Допуски Do и d1 мкм	Ном.припуски 2Zном, мкм	Ном. Промеж.р-ры мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	Заготовка	-	80	150	0,58	-	-	+400	-	61
010	Протянуть торец	13	20	20	0,0348	70	300,58	-460	760,58	59,5

Вычисляем суммарное значение пространственных отклонений для заготовки. Прокат при обработке в приспособлении.

где p0 - суммарное значение пространственных отклонений, pсм - смещение осей, pкор- значение коробления.

Определяем погрешность установки заготовки по справочнику:

е1 = 70 мкм [1, с.66, т19]

Расчет минимальных промежуточных припусков Zimin:

Находим допуски на промежуточные размеры и определяем номинальные промежуточные припуски:

Рассчитываем номинальные промежуточные размеры:

Наибольший предельный размер по чертежу

8. Расчет режимов резания и технических норм времени

Операция 005Горизонтально-фрезерная.

1.1. Фрезерование поверхности на длину 24 мм.

1.1.1. Расчет режимов резания:

1) Исходные данные:B=1,5мм; t=19мм

2) Параметры режущего инструмента:

Фреза дисковая (ГОСТ13838-68) [1, стр. 180]:

D = 100 мм;

d = 32 мм;

B = 1,5 мм;

z = 20;

3) Выбор подачи:

Подача на зуб выбирается в зависимости от типа фрезы и материала заготовки.

По справочнику выбираем подачу на зуб:

Подача на зуб Sz = 0,15 об/зуб; [5, стр. 283, табл.34]

Подсчитываем подачу на оборот:

S = Sz·z = 0,15·20 = 3 мм/об;

4) Расчет скорости резания:

; [5, стр. 282]

где

- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (стр. 262, таб. 1);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности (стр. 263, таб. 5);

- коэффициент, учитывающий материал инструмента (стр. 263, таб. 6);

T = 120 мин - период стойкости; [5, стр. 290]

Коэффициенты и показатели степеней: [5, стр. 286-290]

Cv = 740;x = 0, 4;y= 0,4;q = 0,2;u = 0;p = 0;m = 0,35;

;

5. Частота вращения шпинделя (стр. 270):

,

где V - скорость главного движения резания; D - диаметр заготовки.

,

Фактическая частота вращения шпинделя: (по паспорту станка).

Фактическая скорость главного движения резания:

.

6. Определяем силу резания (стр. 271):

Н,

где (стр.265, таб. 10; стр.);

(стр. 273, таб. 22);

.

7. Определяем мощность резания (стр. 271):

.

8. Определяем основное время ([5], стр. 79):

,

где длина рабочего хода резца;

длина обработанной заготовки;

длина пути врезания резца в заготовку;

перебег резца (1-2 мм);

- число рабочих ходов;

.

1.2. Фрезерование поверхности на длину 19 мм.

1.2.1. Расчет режимов резания:

5) Исходные данные:B=3мм; t=19мм

6) Параметры режущего инструмента:

Фреза дисковая (ГОСТ13838-68) [1, стр. 180]:

D = 80 мм;

d = 27мм;

B = 3 мм;

z = 18;

7) Выбор подачи:

Подача на зуб выбирается в зависимости от типа фрезы и материала заготовки.

По справочнику выбираем подачу на зуб:

Подача на зуб Sz = 0,15 об/зуб; [5, стр. 283, табл.34]

Подсчитываем подачу на оборот:

S = Sz·z = 0,15·18 = 2,7 мм/об;

8) Расчет скорости резания:

; [5, стр. 282]

где

- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (стр. 262, таб. 1);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности (стр. 263, таб. 5);

- коэффициент, учитывающий материал инструмента (стр. 263, таб. 6);

T = 120 мин - период стойкости; [5, стр. 290]

Коэффициенты и показатели степеней: [5, стр. 286-290]

Cv = 740;x = 0, 4;y= 0,4;q = 0,2;u = 0;p = 0;m = 0,35;

;

5. Частота вращения шпинделя (стр. 270):

,

где V - скорость главного движения резания; D - диаметр заготовки.

,

Фактическая частота вращения шпинделя: (по паспорту станка).

Фактическая скорость главного движения резания:

.

6. Определяем силу резания (стр. 271):

Н,

где (стр.265, таб. 10; стр.);

(стр. 273, таб. 22);

.

7. Определяем мощность резания (стр. 271):

.

8. Определяем основное время ([5], стр. 79):

,

где длина рабочего хода резца;

длина обработанной заготовки;

длина пути врезания резца в заготовку;

перебег резца (1-2 мм);

- число рабочих ходов;

.

Операция 010 Вертикально-протяжная.

Режимы резания для протягивания

На вертикально-протяжном станке 775Н41 производится предварительное протягивание торца вилки глубиной 1,5 мм, диамнтром 17 мм в хвостовике детали. Параметр шероховатости обработанной поверхности Rа 3,2 мкм. Заготовка из стали 40Х твердостью НВ 217. Обрабатывается одна заготовка. Производство - крупносерийное. Протяжка плоская с утолщенным телом, из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73. Подача (подъем) режущих зубьев sz = 0,06 мм/зуб. Шаг зубьев t = 7 мм. Общая длина протяжки L = 760 мм; длина протяжки до первого зуба l1 = 260 мм. Геометрические элементы протяжки: передний угол г = 15є; задний угол на режущих зубьях б = 4є; на калибрующих зубьях б = 1є. В качестве смазывающе-охлаждающей жидкости используется сульфофрезол. Эскиз обработки представлен на инструментальной наладке.

Назначаем режим резания при заданной конструкции протяжки. Подача является элементом конструкции протяжки и рассчитана нами ниже (см. п. 2.10 настоящей записки).

Устанавливаем группу обрабатываемости протягиваемого материала. По таблице, с. 132-134 [10] сталь 40Х твердостью 217 НВ относится ко II-й группе обрабатываемости.

Определяем силу резания (с. 300) [11]:

Pz = Р · ?В

где Р - сила резания, Н, приходящаяся на один мм длины режущей кромки, Р = 247 (таблица 54, с. 300), [11];

?В - периметр резания (наибольшая суммарная длина лезвий всех одновременно режущих зубьев), мм:

?В = B · zl / zc

где В - периметр резания (равен длине обрабатываемого контура заготовки), мм: В = 53,38 мм;

zl- число зубьев, одновременно участвующих в работе;

zc - число зубьев в секции, zc = 1;

zl = l/t + 1

где l - длина протягиваемой поверхности;

t - шаг зубьев:

zl = l/t + 1 =17/7+1 = 3,42 = 4.

Из формулы (2.22) имеем:

?В = 53,38 · 4 / 5 = 42,7 мм.

Таким образом, сила резания (2.21) будет равна:

Р = 247 · 42,7 = 10546,9 Н.

Проверяем, достаточна ли тяговая сила станка. Протягивание возможно при P?Q, где Q - тяговая сила станка. У станка 775Н41 Q = 250 кН. Следовательно, протягивание возможно (18603 < 250000)/

Устанавливаем скорость протягивания по карте П-2, с. 132 [10]: для торца вилки с параметром шероховатости Rа 1,5 мкм и допуском свыше 0,05 мм, а также для II-й группы обрабатываемости материала заготовки скорость будет равна 8 м/мин.

Корректируем найденную скорость главного движения резания по паспортным данным станка; v = 8 м/мин может быть установлена на станке 775Н41, где осуществляется бесступенчатое регулирование скорости в пределах 1,5-13 м/мин.

Определяем скорость главного движения резания, допускаемую мощностью электродвигателя станка (с. 300), [11]:

где по паспортным данным станка 775Н41 мощность его электродвигателя N = 15 кВт, КПД з = 0,9;

имеем:

Таким образом, выполняется условие v?vдоп (8<10,35). Следовательно, принимаем скорость главного движения резания v = 8 м /мин (?0,13 м/с).

Основное время (с. 130), [10]:

где К - коэффициент, учитывающий обратный ускоренный ход;

Длина рабочего хода протяжки Lр.х = 760

К = 1,4

По условию обрабатывается одна заготовка, по формуле (2.25):

Операция 015 Агрегатно-сверлильная

Точить предварительно поверхность Ш15:

(проходной упорный резец ГОСТ18870-73)

Назначаем режимы резания по справочнику [3].

1) Точить предварительно поверхность:

1. Устанавливаем глубину резания:

t=(17-15)/2=1мм.

2. В зависимости от глубины резания назначаем подачу (стр. 266, таб. 11):

S=0,3мм/об.

3. Назначаем период стойкости резца (стр. 265):

Т=30мин

4. Определяем скорость главного движения резания (стр. 265):

,

где

- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (стр. 262, таб. 1);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности (стр. 263, таб. 5);

- коэффициент, учитывающий материал инструмента (стр. 263, таб. 6);

(стр. 269, таб. 17);

.

5. Частота вращения шпинделя (стр. 270):

,

где V - скорость главного движения резания; D - диаметр заготовки.

,

Фактическая частота вращения шпинделя: (по паспорту станка).

Фактическая скорость главного движения резания:

.

6. Определяем силу резания (стр. 271):

,

где (стр.265, таб. 10; стр. 275, таб. 23);

(стр. 273, таб. 22);

.

7. Определяем мощность резания (стр. 271):

.

8. Определяем основное время ([5], стр. 79):

,

где длина рабочего хода резца;

длина обработанной заготовки;

длина пути врезания резца в заготовку;

перебег резца (1-2 мм);

- число рабочих ходов;

.

Сверление отверстия Ш10,2 мм

Инструмент - сверло спиральное Ш10,2 мм, материал режущей части быстрорежущая сталь Р6М5 (ГОСТ 10903-77).

1.1. Глубина резания при сверлении:

t=0,5*D;

t=0,5*10,2=5,1 мм. [12, с. 276]

1.2. Выбор подачи:

Подача выбирается в зависимости от диаметра сверла и твердости материала заготовки.

S=0,25 мм/об. [12, с. 277, табл. 25]

По паспортным данным станка выбираем S=0,25 мм/об.

1.3. Расчет скорости резания:

; [12, с. 276]

где Cv=9,8; q=0,4; y=0,5; m=0,2. [12, с. 278, табл. 28]

T=45 мин - период стойкости инструмента.

- поправочный коэффициент,

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания. [12, с. 263, табл. 4]

nv=1.

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

- коэффициент, учитывающий влияние глубины обрабатываемого отверстия на скорость резания при сверлении.

.

.

1.4. Частота вращения шпинделя n, об/мин

об/мин,

Полученную частоту вращения корректируем по паспорту станка

Следовательно, действительная скорость резания Vдейств., м/мин равна:

1.5. Находим осевую силу резания

, [12, с. 278]

где Ср= 68; q= 1,0; y=0,7.

1.6. Находим крутящий момент

, [12, с. 280]

где СМ= 0,0345; q= 2,0; y=0,8. [12, с. 282, табл. 31]

.

1.7. Находим мощность резания

[12, с. 280]

.

Затем надо сравнить потребную мощность с мощностью станка.

1.8. Расчет основного машинного времени

То - основное машинное время, мин:

То = Lрх/nS, [9, с. 16]

Lрх = l + l1 = 7,5+5 = 12,5 мм, где

l = 7,5 мм- длина обрабатываемой поверхности;

l1 - величина врезания и перебега инструмента, l1 = 5 мм.

Тогда

3.3 Точить окончательно поверхность:

1. Устанавливаем глубину резания:

t=(15-13,88)/2=0,56мм.

2. В зависимости от глубины резания назначаем подачу (стр. 266, таб. 11):

S=0,33мм/об.

3. Назначаем период стойкости резца (стр. 265):

Т=30мин

4. Определяем скорость главного движения резания (стр. 265):

,

где

- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (стр. 262, таб. 1);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности (стр. 263, таб. 5);

- коэффициент, учитывающий материал инструмента (стр. 263, таб. 6);

(стр. 269, таб. 17);

5. Частота вращения шпинделя (стр. 270):

,

где V - скорость главного движения резания; D - диаметр заготовки.

,

Фактическая частота вращения шпинделя: (по паспорту станка).

Фактическая скорость главного движения резания:

.

6. Определяем силу резания (стр. 271):

,

где (стр.265, таб. 10; стр. 275, таб. 23);

(стр. 273, таб. 22);

.

7. Определяем мощность резания (стр. 271):

.

8. Определяем основное время ([5], стр. 79):

,

где длина рабочего хода резца;

длина обработанной заготовки;

длина пути врезания резца в заготовку;

перебег резца (1-2 мм);

- число рабочих ходов;

.

3.4 Сверление отверстия Ш10,2 мм

Инструмент - сверло спиральное Ш10,2 мм, материал режущей части быстрорежущая сталь Р6М5 (ГОСТ 10903-77).

1.1. Глубина резания при сверлении:

t=0,5*D;

t=0,5*10,2=5,1 мм. [12, с. 276]

1.2. Выбор подачи:

Подача выбирается в зависимости от диаметра сверла и твердости материала заготовки.

S=0,25 мм/об. [12, с. 277, табл. 25]

По паспортным данным станка выбираем S=0,25 мм/об.

1.3. Расчет скорости резания:

; [12, с. 276]

где Cv=9,8; q=0,4; y=0,5; m=0,2. [12, с. 278, табл. 28]

T=45 мин - период стойкости инструмента.

- поправочный коэффициент,

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания. [12, с. 263, табл. 4]

nv=1.

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

- коэффициент, учитывающий влияние глубины обрабатываемого отверстия на скорость резания при сверлении.

.

.

1.4. Частота вращения шпинделя n, об/мин

об/мин,

Полученную частоту вращения корректируем по паспорту станка

Следовательно, действительная скорость резания Vдейств., м/мин равна:

1.5. Находим осевую силу резания

, [12, с. 278]

где Ср= 68; q= 1,0; y=0,7.

1.6. Находим крутящий момент

, [12, с. 280]

где СМ= 0,0345; q= 2,0; y=0,8. [12, с. 282, табл. 31]

.

1.7. Находим мощность резания

[12, с. 280]

.

Затем надо сравнить потребную мощность с мощностью станка.

1.8. Расчет основного машинного времени

То - основное машинное время, мин:

То = Lрх/nS, [9, с. 16]

Lрх = l + l1 = 7,5+5 = 12,5 мм, где

l = 7,5 мм- длина обрабатываемой поверхности;

l1 - величина врезания и перебега инструмента, l1 = 5 мм.

Тогда

3.5 Зенкерование отверстия Ш10,5мм на длину 7,5 мм

Инструмент - зенкер, материал режущей части быстрорежущая сталь Р6М5 (ГОСТ 19265-73).

5.1. Глубина резания при зенкеровании:

t=0,5(D-d);

t=0,5*(10,5-10,2)=0,15 мм.

5.2. Выбор подачи:

Подача выбирается в зависимости от диаметра зенкера и твердости материала заготовки

S=0,6 мм/об. [12, с. 277, табл. 26]

По паспортным данным станка выбираем S=0,6 мм/об.

5.3. Расчет скорости резания:

;

где Cv=16,3; q=0,3; х=0,2; у=0,5; m=0,3 [12, с. 279, табл. 29]

T=30 мин - период стойкости инструмента. [12, с. 280, табл. 30]

- поправочный коэффициент,

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

nv=1.

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

- коэффициент, учитывающий влияние глубины обрабатываемого отверстия на скорость резания при зенкеровании. [12, с. 280, табл. 31]

.

.

5.4. Частота вращения шпинделя n, об/мин

об/мин,

Полученную частоту вращения корректируем по паспорту станка

Следовательно, действительная скорость резания Vдейств., м/мин равна:



5.5. Находим осевую силу резания при зенкеровании

,

где Ср= 67; х= 1,2; y=0,65. [12, с. 281, табл. 32]

[12, с. 264, табл. 9]

5.6. Находим крутящий момент

,

где СМ= 0,9; q=1; х= 0,9; y=0,8. [12, с. 281, табл. 32]

[12, с. 264, табл. 9]

.

5.7. Находим мощность резания

.

5.8. Расчет основного машинного времени

То - основное машинное время, мин:

То = Lрх/nS,

Lрх = l + l1 = 7,5+4 = 11,5 мм, где

l = 7,5 мм- длина обрабатываемой поверхности;

l1 - величина врезания инструмента, l1 = 4 мм.

Тогда

3.6Нарезать резьбу М14 на длину 20 мм:

Назначаем режимы резания по справочнику [3].

1) нарезание резьбы

1. Устанавливаем глубину резания:

t=1

2. Назначаем подачу равную шагу резьбы (стр. 266, таб. 11):

S=1,5мм/об.

3. Назначаем период стойкости резца (стр. 265):

Т=30мин

4. Определяем скорость главного движения резания (стр. 268):

,

(стр. 269, таб. 17);

.

5. Частота вращения шпинделя (стр. 270):

,

где V - скорость главного движения резания; D - диаметр заготовки.

,

Фактическая частота вращения шпинделя: (по паспорту станка).

Фактическая скорость главного движения резания: .

6. Определяем силу резания (стр. 271):

,

где (стр.265, таб. 10; стр. 275, таб. 23);

(стр. 273, таб. 22);

.

7. Определяем мощность резания (стр. 271):

.

8. Определяем основное время ([5], стр. 79):

,

где длина рабочего хода резца;

длина обработанной заготовки;

длина пути врезания резца в заготовку;

перебег резца (1-2 мм);

- число рабочих ходов;

.

3.7 Развернуть отверстие Ш10,8 мм

Инструмент - развертка, материал режущей части развертки Р6М5 (ГОСТ 7417-75).

12.1. Глубина резания при развертывании:

t=0,5(D-d);

t=0,5*(10,8-10,5)=0,15 мм.

12.2. Выбор подачи:

Подача выбирается в зависимости от диаметра развертки и твердости материала заготовки

S=0,9 мм/об. [12, с. 278, табл. 27]

По паспортным данным станка выбираем S=0,9 мм/об.

12.3. Расчет скорости резания

;

где Cv=10,5; q=0,3; х=0,2; у=0,65; m=0,4 [12, с. 279, табл. 29]

T=40 мин - период стойкости инструмента. [12, с. 280, табл. 30]

- поправочный коэффициент,

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания. [12, с. 262, табл. 2]

nv=1.

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания. [12, с. 263, табл. 6]

- коэффициент, учитывающий влияние глубины обрабатываемого отверстия на скорость резания при развертывании. [12, с. 280, табл. 31]

.

.

12.4. Частота вращения шпинделя n, об/мин

об/мин,

Полученную частоту вращения корректируем по паспорту станка

Следовательно, действительная скорость резания Vдейств., м/мин равна:

12.5. Находим крутящий момент

,

 - подача, мм на один зуб инструмента. [12, с. 280]

где Ср= 200; х= 1,0; y=0,75. [12, с. 274, табл. 22]

12.6. Находим мощность резания

.

12.7. Расчет основного машинного времени

То - основное машинное время, мин:

То = Lрх/nS,

Lрх = l + l1 = 7,5 +4 = 11,5 мм, где

l = 7,5 мм- длина обрабатываемой поверхности;

l1 - величина врезания инструмента, l1 = 4 мм.

Тогда

9. Расчет приспособления

Проектируемое приспособление служит для закрепления заготовки при протягивании, на вертикально протяжном станке. Заготовка зажимается клино-рычажным механизмом. Зажатие обеспечивается гидравлическим цилиндром.



Силовой расчет приспособления

Рассчитываем силу резания.

На вертикально-протяжном станке 775Н41 производится протягивание торцевой поверхности хвостовика вилки рычага Ш17. Параметр шероховатости обработанной поверхности Rа 20 мкм. Заготовка из стали 40Х твердостью НВ 217. Обрабатывается одна заготовка. Производство - крупносерийное. Протяжка плоская с утолщенным телом, из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73. Подача (подъем) режущих зубьев sz = 0,06 мм/зуб. Шаг зубьев t = 7 мм. Общая длина протяжки L = 760 мм; длина протяжки до первого зуба l1 = 260 мм. Геометрические элементы протяжки: передний угол г = 15є; задний угол на режущих зубьях б = 4є; на калибрующих зубьях б = 1є. В качестве смазывающе-охлаждающей жидкости используется сульфофрезол.

Назначаем режим резания при заданной конструкции протяжки. Подача является элементом конструкции протяжки и рассчитана нами ниже (см. п. 2.10 настоящей записки).

Устанавливаем группу обрабатываемости протягиваемого материала. По таблице, с. 132-134 [10] сталь 40Х твердостью 217 НВ относится ко II-й группе обрабатываемости.

Определяем силу резания (с. 300) [11]:

Pz = Р · ?В

где Р - сила резания, Н, приходящаяся на один мм длины режущей кромки, Р = 247 (таблица 54, с. 300), [11];

?В - периметр резания (наибольшая суммарная длина лезвий всех одновременно режущих зубьев), мм:

?В = B · zl / zc

где В - периметр резания (равен длине обрабатываемого контура заготовки), мм: В = 53,38 мм;

zl- число зубьев, одновременно участвующих в работе;

zc - число зубьев в секции, zc = 1;

zl = l/t + 1

где l - длина протягиваемой поверхности;

t - шаг зубьев:

zl = l/t + 1 =17/7+1 = 3,42 = 4.

Из формулы (2.22) имеем:

?В = 53,38 · 4 / 5 = 42,7 мм.

Таким образом, сила резания (2.21) будет равна:

Р = 247 · 42,7 = 10546,9 Н.

1. Расчет гидравлического зажимного механизма ведем по таблице 3 [Антонюк, с.10].



где, угол при вершине

fоп - коэффициент трения между заготовкой и опорой

fэм - коэффициент трения между заготовкой и зажимным элементом,

Коэффициент запаса К определяется применительно к конкретным условиям обработки по формуле

где, К0=1,5 - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

К1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок (для чистовой обработки К1=1,2);

К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;

К3 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании (при точении К3=1,2);

К4 - коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления (К4=1 для механизированных силовых приводов)

К5 - коэффициент, учитываемый только при наличии моментов, стремящихся повернуть обработанную деталь (К5=1).

Коэффициент К2 выбираем из таблицы 1 К2=0,95

Коэффициент запаса равен:

Т.к. К<2,5, принимаем коэффициент запаса К=2,5

Рассчитываем силу зажима:

Зная усилие, которое надо приложить со стороны гидропривода, можно вычислить его диаметр

где D - внутренний диаметр цилиндра;

Р - давление воздуха в сети;

з - коэффициент полезного действия гидропривода.

Коэффициент полезного действия для гидроцилиндра составляет [Антонюк, с. 215] з=0,85.

По формуле (9.2.1) внутренний диаметр цилиндра составит:

По таблице 107 [Антонюк, с. 214] выбирается ближайшее большее значение. Таким образом диаметр цилиндра D=80 мм. По этой же таблице выбираются остальные конструктивные параметры цилиндра: толщина стенки 4 мм, количество шпилек - 4, диаметр резьбы на шпильках М8, диаметр штока 16 мм, диаметр резьбы на штоке М16.

10. Расчет режущего инструмента

Назначаем данные по справочнику [8].

11.1 Выбираем марку инструментального материала пластинки (стр. 34, таб. 2,) для точения стали 40Х - Т15К6 ГОСТ 3882-74.

Материал державки резца - Сталь 45 с ув = 700 МПа и допускаемым напряжением на изгиб уи.д. = 250 МПа.

11.2Определяем силу резания ([3], стр. 271):

,

где ([3]стр.265, таб. 10; стр. 275, таб. 23);

([3]13стр. 273, таб. 22);

.

1.3 Выбор формы сечения державки и определение ее размеров (стр. 80).

Выбираем прямоугольную форму сечения державки, так как при этом твердосплавная пластинка меньше ослабляет державку, и определяем её размеры: h = kb, k = 1,6.

Ширину корпуса резца определяем по формуле:

Pz - сила резания, Н;

l - вылет резца из резцедержателя, мм;

k = 1,6;

уи.д. - допустимое напряжение при изгибе материала державки, МПа:

уи.д =250 МПа.

,

Выбираем сечение державки 1625 (стр. 79).

11.4Расчет прочности и жесткости державки резца

Для резца с прямоугольным сечением максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:



l - вылет резца из резцедержателя, мм;

уи.д. - допустимое напряжение при изгибе материала державки, МПа;

b, h- размеры поперечного сечения державки, мм

.

Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца, определяется с учетом максимально допустимой величины прогиба резца:

f = 0,1 мм - допускаемая стрела прогиба резца при окончательном точении;

Е = 220000 МПа - модуль упругости материала резца из углеродистой стали;

l - вылет резца из резцедержателя, мм;

Момент инерции прямоугольного сечения державки:

Где b, h- размеры поперечного сечения державки, мм4

,

,

1.5 Определяем основные конструктивные размеры резца (стр. 79)

а) общая длина резца L = 120 мм

б) расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия n = 0 мм при ц = 90

в) радиус закругления вершины лезвия резца r = 0,3 мм

г) пластина из твёрдого сплава, длина l = 11 мм, ширина b = 11 мм, толщина s = 5 мм.

1.6 Определение геометрических параметров режущей части резца.

Канавка для стружкозавивания и стружкодолбления на передней поверхности с фаской f = 0,1 мм под углом г ф = -5, г= 15, б =5, л = 0, ц = 90.

1.7 Принимаем следующие параметры шероховатости:

Передняя поверхность лезвия резца - Ra = 0,125 мкм;

Задняя поверхность лезвия резца - Ra = 1,0 мкм;

Опорная поверхность корпуса - Ra = 2,0 мкм.

Предельные отклонения габаритных размеров резца: L = 120H14; h = 16h14; b = 25h14.

Заключение

В результате работы был разработан улучшенный технологический процесс изготовления вилки рычага нажимного диска сцепления. Эффективность изменений внесенных в технологический процесс изготовления вилки рычага нажимного диска сцепления определяется сокращением времени на изготовление детали и уменьшением стоимости производства. Разработанный технологический процесс изготовления вилки рычага нажимного диска сцепления может применяться при производстве данной детали.

Размещено на Allbest.ru