Разработка технологического процесса изготовления ступицы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Технологию машиностроения можно представить как науку по материализации конструкторских идей, которая должна не только гарантировать заданное качество и эффективность изготовления деталей машин и приборов, но и приводить технологическими путями к улучшению их эксплуатационных свойств.

Предметом изучения в технологии машиностроения является - изготовление изделий заданного качества в установленном программой выпуска количества деталей при наименьших затратах материалов.

Цель курсового проектирования по технологии машиностроения - научится правильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использовать свой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решения профессиональных технологических и конструкторских задач.

Обработка металлов режущими инструментами на станках в современном машиностроительном производстве занимает одно из главных мест в технологическом процессе изготовления изделий.

Обработка металлов резанием представляет собой совокупность действий, направленных на изменение формы заготовки путем снятия припуска режущими инструментами на металлорежущих станках, обеспечивая заданную точность и шероховатость обработанной поверхности.

В обработке резанием основным является точение, сверление, фрезерование, шлифование.

Обработка металлов резанием, как правило, осуществляется на металлорежущих станках. Металлорежущие станки являются основным оборудованием в машиностроительном предприятии.

Процесс обработки металлов резанием играет ведущую роль в машиностроении, так как точность форм и размеров и высокая частота поверхностей деталей машин в большинстве случаев обеспечивается только такой обработкой.

Задача курсовой работы - разработать технологический процесс изготовления ступицы. Для этого необходимо изучить назначение и технологические требования к данной детали. Зная это определим метод получения заготовки, составим структурную схему и произведем расчет режимов резания. Также необходимо выполнить карты эскизов для разработанного технологического процесса.



1. Назначение и технологические требования к конструкции изготавливаемой детали

1.1 Химический состав, физико-механические и технологические свойства материала

Ступица в общем случае - это центральная часть вращающейся детали с отверстием (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.) для насадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента. Если же деталь свободно вращается на оси, то в отверстие ступицы запрессовывают заглушки или подшипники качения.

Для обеспечения прочности наружный диаметр ступицы принимают равным 1,5 -2,0 диаметра отверстия, для предотвращения перекоса детали на валу длина ступицы должна быть не менее диаметра отверстия.

Замена ступицы колеса - частая процедура, обусловленная выходом из строя подшипников. В ряде случаев замена подшипника возможна только вместе со всей ступицей. Чтобы подшипники выходили из строя не столь часто, следует тщательно подходить к выбору самих ступиц, так как в ряде случаев ступица и подшипники - конструктивно одна деталь. Также очень важна своевременная и качественная консистентная смазка. Элементы ступицы не требуют никакой регулировки в течение срока её службы всего узла, и в большинстве случаев заменяются только вместе со всей ступицей.

Ступица представляет собой втулку, внутри которой находятся два подшипника, закрытые сальниками.

Ступицы изготовляются литыми или точеными. Прикрепляются они к задним дискам с помощью заклепок, болтов и сварки. Ступицы служат для насаживания рабочих колес на вал, крепят их с помощью шпонок и стопорных болтов. Станины отливаются из чугуна или свариваются из листовой стали.

Ступица может быть расположена симметрично или несимметрично относительно обода. Это определяется технологическими или конструктивными условиями.

Ступицы не должны быть толстостенными, так как у основания спиц могут появляться усадочные раковины и рыхлоты. На участках с местным утонением стенки (над шпоночной канавкой) рекомендуется делать приливы.

По заданию курсовой работы деталь ступица изготовлена из чугуна ВЧ60 ГОСТ 7293 - 70. По классификации это чугун с шаровидным графитом. Применяется для изделий с высокой прочностью и удовлетворительной пластичностью.

Химический состав, механические, физические и технологические свойства стали приведены в таблице 1 и 2.

Таблица 1 - Химический состав в % чугуна ВЧ60 ГОСТ 7293 - 70

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
3 - 3.6	2.4 - 2.8	0.4 - 0.7	до 0.4	до 0.02	до 0.1	до 0.15	до 0.3

Таблица 2 - Механические свойства чугуна ВЧ60 ГОСТ 7293 - 70

в	T	d5	Твердость материала
МПа	МПа	%	МПа
600	270	3	HB 10 -1 = 190 - 277

1.2 Выбор термической обработки

Высокопрочный чугун (ЧШГ - чугун с шаровидным графитом).

Термическая обработка высокопрочного чугуна является более эффективной, чем чугуна с пластинчатым графитом, так как графит шаровидной формы меньше ослабляет металлическую основу, чем пластинчатый. Отливки из высокопрочного чугуна подвергаются различным видам термической обработки.

Чтобы избежать образования в высокопрочных чугунах ледебурита, их подвергают графитизирующему отжигу.

Графитизирующий отжиг. Целью такого отжига является повышение пластичности и вязкости чугуна, в структуре которого содержится свободный цементит. Время выдержки при отжиге зависит от содержания в чугуне марганца и фосфора: чем больше их количество, тем длительнее должна быть выдержка. В результате такого отжига цементит распадается на феррит и графит, а структура металлической основы чугуна из перлитно-цементитной превращается в перлитно-ферритную или чисто ферритную. Производится высокотемпературный графитизирующий отжиг с выдержкой при температуре 900 -950°С в течение 1 -4 часов и охлаждением изделий до 250 -300°С вместе с печью, а затем на воздухе. В результате такой термической обработки высокопрочного чугуна относительное удлинение его повышается от 3 до 10%, а ударная вязкость - от 3 до 7 кгм/см (ненадрезанные образцы), но прочность при этом несколько снижается. Микроструктура высокопрочного чугуна после отжига представленная на рисунке 1.

Рисунок 1 - Микроструктура высокопрочного чугуна после отжига

1.3 Определение массы детали

Масса детали определяется по формуле:

G = V ,

где - плотность материала, кг/м³. Для чугуна = 7,2103 кг/м³;

V - объем детали, м³.

Для определения объема необходимо деталь разбить на элементарные фигуры.

V=V1+V2+V3-V4-2V5;

V=3,14r²h,

где r - радиус цилиндра, м;

h - высота цилиндра, м.

V1= 3.14756,25610^-9=14,2510^-6 м³;

V2=3.14 1806,31010^-9=56,710^-6 м³;

V3=3.14506,32010^-9=31,810^-6 м³;

V4=3.14306,33610^-9=34,610^-6 м³;

V5=3.1412,251010^-9=0,3810^-6 м³;

V=(14,25+56,7+31,8-34,6-(20,38)) 10^-6=67,3910^-6 м³

Масса равна:

G=67,3910^-67.210³=0,49 кг

ступица режимы резание термическая



2. Определение типа производства

В зависимости от размера производственной программы, сложности и трудоемкости изготовляемых деталей различают три типа производства: единичное, серийное, массовое. Условно можно отнести к тому или иному типу производства обработку деталей заданного типа на основании таблицы 3. [5].

Таблица 3 - Типы производства

Тип производства	Количество обрабатываемых деталей в год
	крупных более 20 кг	средних от 5 до 20 кг	Мелких менее 5 кг
Единичное	до 5	до 10	до 100
Серийное	от 5 до 1000	от 10 до 5000	от 100 до 50000
Массовое	свыше 1000	свыше 5000	свыше 50000

По таблице 3 определим тип производства. Так как масса детали менее 5 кг и производственная программа 6150 деталей, то тип производства - серийное.

Количество деталей в партии можно определить по формуле:

,

где N - годовая программа выпуска деталей;

t - число дней, на которое необходимо иметь запас готовых деталей для бесперебойной работы цеха ( принимают обычно 2 - 3 дня );

ф - число рабочих дней в году.

Принимаем N=6150, t=2, ф=253.



Серийное производство - изделия изготавливаются или обрабатываются партиями (сериями), состоящими из однотипных деталей одинакового размера, запускаемых в производство одновременно. В зависимости от количества изделий в партии и их трудоемкости изготовления серийное производство подразделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное, определяемое ориентировочно по Таблице 4.

Таблица 4

Тип производства	Количество изделий в партии
	крупных	средних	мелких
Мелкосерийное	2 ? 5	6 ? 25	10 ? 25
Среднесерийное	6 ? 25	26 ?150	51 ?300
Крупносерийное	Св. 25	Св. 150	Св. 300

По тТаблице 4, исходя из расчетных данных, определяем, что производство ? мелкосерийное.



3. Выбор и описание метода получения заготовки

Необходимо получить ступицу из материала ВЧ60 по ГОСТ7293-70. Выбираем метод получения заготовки - литье в песчано-глинистые формы. Так как производство мелкосерийное, то выбираем разовую литейную форму.

Литье в песчано-глинистые формы является основным методом производства отливок.

При литье в песчано-глинистые формы отливки получают свободной заливкой песчаных (песчано-глинистых) форм расплавленным металлом.

К требованиям литейного производства относят: возможность изготовления отливки высокого качества доступными методами и приемами литейной технологии с учетом имеющегося оборудования.

После заливки расплавленного металла, его кристаллизации и охлаждения литейную форму разрушают и извлекают отливку. Из выбитых отливок удаляются стержни. Затем удаляются литники, выпор, заусенцы; очищаются поверхности от пригоревшей формовочной смеси.

Литье в песчано-глинистые формы не обеспечивает высокой точности изготовления заготовки. Для повышения точности применяют специальные виды литья: в металлическую форму (кокиль); центробежное; под давлением; в оболочковые формы и др. Специальные способы литья значительно повышают стоимость отливок, но позволяют получать отливки повышенного качества с минимальным объемом механической обработки.

3.1 Определение припусков на обработку

1 Исходные данные

Вал.

Материал: ВЧ60 ГОСТ 7293-70.

Производственная программа - 6150 ед. в год.

2 Определяем форму отливки, плоскость разъема формы, а также механически орабатываемые поверхности детали, для которых необходимо обеспечить требуемую точность.

3 В зависимости от объема выпуска изделий (производственной программы), сложности и трудоемкости изготовляемых деталей установливаем тип производства.

Тип производства - серийное

4 Выбраем способ литья с учетом особенностей различных способов изготовления отливок (см. таблица 2.1). [6].

Способ литья - литье в песчано-глинистые сырые формы из низковлажных высокопрочных смесей.

5 На основании технологического процесса литья (способа литья), габаритов отливки и типа сплава установливаем класс размерной точности отливки (см.таблицу 3.1).

Класс размерной точности - 10.

6 В зависимости от отношения наименьшего размера элемента отливки к наибольшему, типа литейной формы получения отливки (разовая или многократная), термообработки отливки назначаем по таблице 3.3 степень коробления отливки.

Отношение элементов отливки - 0,12 (10/85=0,12 без учета припусков).

Тип литейной формы - разовая.

Отливка - термообрабатываемая.

Степень коробления отливки - 6.

7 В зависимости от технологического процесса литья, наибольшего габаритного размера отливки, типа сплава и термообработки определяем по таблице 3.5 степень точности поверхностей отливки.

Степень точности поверхностей отливки - 14.

8 В зависимости от номинальных размеров детали и класса размерной точности отливки определяем допуски линейных размеров отливки (таблица 3.2).

Допуски линейных размеров отливки, мм:

1,6 - толщина 10;

2,2 - толщина 36;

2,2 - диаметр 35;

2,8 - диаметр 85;

2,4 - диаметр 55;

2,4 - диаметр 45.

9 В зависимости от степени коробления отливки по таблице 3.4 определяем допуски формы и расположения элементов отливки.

Допуски формы и расположения элементов отливки:

0, 4 - толщина 10, 36 и диаметр 85, 55, 35, 45.

10 С учетом допусков размеров и допусков формы и расположения элементов отливки определяем общие допуски элементов отливки. Для обрабатываемых поверхностей отливок установлено симметричное расположение полей допусков.

Общие допуски элементов отливки, мм:

2- толщина 10;

2,6 - толщина 36;

3, 2 - диаметр 85;

2,8 - диаметр 55;

2,6 - диаметр 35;

2,8 - диаметр 45.

11 В зависимости от степени точности поверхностей отливки по таблице 3.8 определяем ряд припусков на обработку отливки.

Ряд припусков - 8.

12 По таблице 3.10 и 3.11 в зависимости от общих допусков, вида окончательной механической обработки и ряда припусков на обработку отливки определить общие припуски.. Припуски на обработку (на сторону) назначают дифференциально на каждую обрабатываемую поверхность отливки. Результаты определения припусков и допусков заносят в таблицу 2.1.

Общие припуски элементов отливки, мм:

3,0 - толщина 10; шероховатость поверхности Ra=5 мкм; вид обработки - получистовая;

3,6 - толщина 36; шероховатость поверхности Ra=5 мкм; вид обработки - получистовая;

4,0 - диаметр 85; шероховатость поверхности Ra=5 мкм; вид обработки - получистовая;

4,4 - диаметр 55; шероховатость поверхности Ra=0,8 мкм; вид обработки - тонкая;

3,6 - диаметр 35; шероховатость поверхности Ra=5 мкм; вид обработки - получистовая;

3,6 - диаметр 45; шероховатость поверхности Ra=5 мкм; вид обработки - получистовая.

Таблица 5 - Допуски размеров и припуски на механическую обработку отливки, мм.

Размер детали	Допуск размера	Допуск формы	Общий допуск	Общий припуск	Размер заготовки
Диаметр наружный 85	2,8	0,4	3, 2	+4,0	93±3, 2
Диаметр наружный 55	2,4	0,4	2,8	+4,4	63,8±2,8
Диаметр наружный 45	2,4	0,4	2,8	+3,6	52,2±2,8
Диаметр внутренний 35	2,2	0,4	2,6	-3,6	42,2±2,6
Толщина 10	1,6	0,4	2,0	+3,0	16±2,0
Толщина 36	2,2	0,4	2,6	+3,6	43,2±2,6

13 Установливаем допуск смещения отливки по плоскости разъема в диаметральном выражении по таблице 3.2 на уровне класса размерной точности отливки по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок отливки, выходящих за разъем или пересекающих его.

Номинальный размер наиболее тонкой из стенок отливки, выходящих на разъем или пересекающих разъем -4 мм

Допуск смещения отливки - 1,2мм.

14 Определяем массу заготовки (отливки) с учетом припусков. Масса заготовки, кг, определяется по формуле:

G = V,

где - плотность материала, кг/м³. Для чугуна = 7,2103 кг/м³;

V - объем детали, м³.

Для определения объема необходимо заготовку разбить на элементарные фигуры.

V=V1+V2+V3-V4-2V5;

V=3,14r²h,

где r - радиус цилиндра, м;

h - высота цилиндра, м.

V1= 3.141017,69,610^-9=19,1710^-6 м³;

V2=3.14 2162,31610^-9=108,610^-6 м³;

V3=3.14681,223,610^-9=42,810^-6 м³;

V4=3.14193,2143,210^-9=26,210^-6 м³;

V5=3.140,491610^-9=0,0310^-6 м³;

V=(19,17+108,6+42,8-26,2-(20,03)) 10^-6=144,3110^-6 м³

Масса равна:

G=144,3110^-67.210³=1,04 кг

Масса детали - 0,49 кг;

Масса заготовки - 1,04 кг.

15 Определить коэффициент использования материала.

Коэффициент использования материала:

,

где G_дет - масса детали, кг;

G_заг - масса заготовки, кг.

16 В зависимости от технологического процесса литья, массы отливки, типа сплава, термообработки по таблице 3.6 определяем класс точности массы отливки.

Класс точности массы отливки - 10.

17 В зависимости от массы и класса точности массы отливки по таблице 3.7 определяем допуск массы отливки в процентах и килограммах.

Допуск массы отливки в процентах - 20%.

Допуск массы отливки в килограммах - 0,21 кг.

18 Определяем литейные уклоны и радиусы скругления отливки (см. таблицы 4.1 и 4.2). Нанести на чертеж отливки все конструктивные элементы и размеры, припуски и допуски, литейные уклоны и радиусы скруглений.

Литейные уклоны - 2.

Радиусы скругления - 6мм.

19 Составить технические требования на отливку:

Точность отливки 10-6-14-10 См 1,2 ГОСТ 26645-85.



4. Разработка технологического процесса изготовления детали

Технологическим процессом обработки детали называется часть производственного процесса необходимого для изменения формы, размера или физико-механических свойств деталей в соответствии с требованием чертежа и технических условий.

Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте на одном станке. Если после обработки части поверхностей заготовка передается на другое рабочее место, а затем возвращается на тот же станок, то дальнейшая обработка на нем составит следующую операцию.

4.1 Структурная схема техпроцесса

Структура технологического процесса представлена на рисунке 2:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Структура технологического процесса

Токарная обработка заключается в выполнении самых разнообразных операций: обработки резцами наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, торцовых плоскостей, нарезания наружных и внутренних резьб, отрезки, сверления, зенкерования и развертывания отверстий.

Фрезерование - это универсальный способ предварительной и

чистовой обработки плоских, зубчатых, винтовых, и фасонных поверхностей. Главное движение со скоростью резания сообщается фрезе, а необходимая комбинация подач - обычно заготовке. Чаще всего фрезерование применяется для обработки плоских поверхностей.

Сверление - процесс образования отверстий в сплошном материале с помощью сверл. Наибольшее распространение получили сверла спиральные, имеющие два режущих лезвия и две спиральные канавки для выхода стружки.

Шлифование используют для чистовой обработки деталей с целью получения точных размеров и чистых поверхностей. В большинстве случаев заготовки на шлифовальные станки поступают после термической обработки, имея незначительный припуск, оставленный на предыдущих операциях. Однако нередки случаи, когда заготовки предварительной обработке не подвергаются, поэтому и обдирочные, и чистовые операции проводят на шлифовальных станках. Основными типами шлифовальных станков общего назначения являются:

а) круглошлифовальные центровые и бесцентровые;

б) внутришлифовальные;

в) плоскошлифовальные станки.

4.2 Выбор и описание технологического оборудования

При выборе типа станка и степени его автоматизации необходимо учитывать следующие факторы:

габаритные размеры и форму детали;

форму обработанных поверхностей, их расположение;

технические требования к точности размеров, формы и шероховатости обработанных поверхностей;

размер производственной программы, характеризующей тип производства данной детали.

Токарно-винторезный станок 16К20

Предназначен для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания,и т.п. Отклонение от цилиндричности 7 мк, конусности 20 мк на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм - 16 мк. Токарно-винторезные станки 16К20 оснащены механическим фрикционом, приводом быстрых перемещений суппорта, задняя бабка имеет аэростатическую разгрузку, направляющие станины закалены HRCэ 49 - 57.

Таблица 6 - Токарно-винторезный станок 16К20

Показатель	Размер
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм	400
Расстояние между центрами, мм	1000
Число ступеней частоты вращения шпинделей	23
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5 - 1600
Число ступеней подач суппорта	24
Подача суппорта, мм/об: Продольная поперечная	0,05 - 2,8 0,025 - 1,4
Мощность главного электродвигателя, кВт	10
КПД станка	0,75
Наибольшая сила подачи механизмом подачи, кгс	600

Подсчитаем фактическую подачу величины n_ф. Для этого найдем _n и определим весь ряд n:

,

где n_z и n₁ - максимальное и минимальное значения частоты вращения;

z - количество ступеней частоты вращения.

.

Примем _n=1,24

Теперь определяем n_ф из геометрического ряда:

n₂=n_1n=12,51,24=15,5;

n₃=n_1n²=12,5(1,24)²=19,22;

n₁₆=n_1n¹⁵=12,5(1,24)¹⁵=314,9;

n₁₇=n_1n¹⁶=12,5(1,24)¹⁶=390,1.

Таким образом n_ф=314,9 об/мин.

Ряд частот вращения шпинделя для станка 16К20:

12.5; 16; 20; 25; 31.6; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 316; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.

Фактическую подачу S_ф находим согласно закона изменения её по геометрической прогрессии, знаменатель который определяется по формуле:

,

где S_z и S₁ - максимальное и минимальное значения подачи;

z - количество ступеней подачи.

.

Поэтому принимаем

Теперь определим весь ряд S по геометрической прогрессии:

S₂=S_1s=0,0251,1=0,027;

S₃=S_1s²=0,025(1,1)²=0,03;

S₄=S_1s³=0,025(1,1)³=0,033;

S₅=S_1s⁴=0,025(1,1)⁴=0,037;

S₆=S_1s⁵=0,025(1,1)⁵=0,040;

S₇=S_1s⁶=0,025(1,1)⁶=0,044;

S₈=S_1s⁷=0,025(1,1)⁷=0,049;

S₉=S_1s⁸=0,025(1,1)⁸=0,054;

S₁₀=S_1s⁹=0,025(1,1)⁹=0,059;

S₁₁=S_1s¹⁰=0,025(1,1)¹⁰=0,065;

S₁₂=S_1s¹¹=0,025(1,1)¹¹=0,079;

S₁₃=S_1s¹²=0,025(1,1)¹²=0,086;

S₁₄=S_1s¹³=0,025(1,1)¹³=0,095;

S₁₅=S_1s¹⁴=0,025(1,1)¹⁴=0,10;

S₁₆=S_1s¹⁵=0,025(1,1)¹⁵=0,11;

S₁₇=S_1s¹⁶=0,025(1,1)¹⁶=0,13;

S₁₈=S_1s¹⁷=0,025(1,1)¹⁷=0,14;

S₁₉=S_1s¹⁸=0,025(1,1)¹⁸=0,15;

S₂₀=S_1s¹⁹=0,025(1,1)¹⁹=0,17;

S₂₁=S_1s²⁰=0,025(1,1)²⁰=0,19;

S₂₂=S_1s²¹=0,025(1,1)²¹=0,20;

S₂₃=S_1s²²=0,025(1,1)²²=0,22;

S₂₄=S_1s²³=0,025(1,1)²³=0,25;

S₂₅=S_1s²⁴=0,025(1,1)²⁴=0,27;

S₂₆=S_1s²⁵=0,025(1,1)²⁵=0,298;

S₂₇=S_1s²⁶=0,025(1,1)²⁶=0,327.

Из данного ряда следует, что ближайшая меньшая из числа осуществляемых на станке S_ф равна S_ф=0,298 мм/об.

Горизонтально-фрезерный станок 6Р82Г

Станки модели 6Р82Гпредназначены для обработки плоскостей небольших деталей различной конфигурации из стали, чугуна и цветных металлов.

Таблица 7 - Горизонтально-фрезерный станок 6Р82Г

Технические характеристики:
Рабочая поверхность стола, мм	1250х320
Перемещение стола, мм, наибольшее
продольное (координата Х)	800
поперечное (координата Y)	320
вертикальное (координата Z)	420
Расстояние, мм
от оси горизонтального шпинделя до рабочей поверхности стола	30-450
от оси шпинделя до направляющих хобота	155
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин, не менее
продольного и поперечного	4000
вертикального	1330
Количество скоростей шпинделя	18
Частота вращения горизонтального шпинделя, мин-1	31,5-1600
Количество подач стола	22
Подача стола, мм/мин
продольная и поперечная	12,5-1600
вертикальная	4,1-530
Мощность главного привода, кВт	7,5
Масса, кг	3050



Вертикально-сверлильный станок 2Н150

Используется на предприятиях с единичным и мелкосерийным выпуском продукции и предназначен для сверления, рассверливания, зенкования, зенкерования, развертывания и подрезки торцов ножами. Наличие на станке механической подачи шпинделя, при ручном управлении циклами работы, допускает обработку деталей в широком диапазоне размеров из различных материалов с использованием инструмента из высокоуглеродистых и

быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Установленное на станке электрическое устройство реверсирования двигателя главного движения, позволяет производить нарезание резьбы машинными метчиками при ручной подаче шпинделя.

Таблица 8 - Вертикально-сверлильный станок 2Н150

Показатель	Размер
Наибольший условный диаметр сверления, мм	50
Вертикальное перемещение сверлильной головки, мм	250
Количество скоростей шпинделя	12
Частота вращения шпинделя, об/мин	22,4-1000
Число ступеней подач	9
Подача шпинделя, мм/об	0,05-2,24
Крутящий момент на шпинделе, Н	250
Наибольшая допустимая сила подачи, Н	90
Мощность электродвигателя, кВт	7,5
Напряжение питающей сети, В	380-220

Плоскошлифовальный станок 3Е710А

Станки модели 3е710а предназначены для шлифования плоских поверхностей различных изделий, закрепленных на зеркале стола, на магнитной или электромагнитной плите или в приспособлении.



Таблица 9 - Плоскошлифовальный станок 3Е710А

Показатель	Размер
Наибольший обрабатываемый диаметр детали	400
Наибольшая длина обрабатываемой детали	125
Высота центров над столом	420
Наибольший диаметр шлифования	50
Наибольшая длина шлифования	450
Наибольшее продольное перемещение стола	490
Скорость перемещения стола,м/мин	2-35
Наибольший угол поворота	6
Число оборотов изделия в минуту	84-840
Диаметр шлифовального круга	400
Высота шлифовального круга	25

Кругло-шлифовальный станок 3М153

Станки модели 3м153 предназначены для наружного шлифования цилиндрических и конических поверхностей деталей при установке их в невращающихся центрах. Торцевые поверхности обрабатываются левым торцом круга с использованием ручной подачи стола.

Таблица 10 - Круглошлифовальный станок 3М153

Показатель	Размер
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки: Диаметр Длина	140 500
Рекомендуемый (или наибольший диаметр) шлифования: Наружного	50
Наибольшая длина шлифования: Наружного	450
Наибольшее продольное перемещение стола	500
Угол поворота стола: По часовой стрелке Против часовой стрелке	6 7
Частота вращения шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием	50-1000
Наибольшие размеры шлифовального круга: Наружный диаметр высота	500 63
Частота вращения шпинделя шлифовального круга при шлифовании: Наружном	1900
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	7,5
Габаритные размеры( с приставным оборудованием): длина	2700

4.3 Выбор и описание режущего инструмента

При выборе режущего инструмента необходимо исходить из способа обработки и типа станка, формы и расположения обрабатываемых поверхностей, материала заготовки и его механических свойств.

Инструмент должен обеспечить получение заданной точности формы и размеров, требуемой шероховатости обработанных поверхностей, высокую производительность и стойкость, должен быть достаточно прочным, виброустойчивым и экономичным. Для обработки наружных поверхностей, выбран проходной резец оснащенный пластинкой из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18868-73.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3 - Проходной резец

При использовании этих резцов применяются закаленные и шлифованные боковые и опорные базовые элементы для установки пластин, обеспечивающих плотное прилегание пластины к базовым поверхностям, что значительно уменьшает возникновение сколов и разрушений в процессе обработки.

Для подрезания торцов и высоких уступов, выбран токарный подрезной отогнутый резец с пластинками из быстрорежущей стали ГОСТ 18871-73.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 - Подрезной отогнутый резец

Подрезные резцы предназначены для обточки деталей и плоскостей, которые должны быть расположены перпендикулярно оси вращения. Работа идет с поперечной подачей.

Рисунок 5 - Расточной резец с углом в плане равный 60° с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18882-73

h= 20; b=16; L=200; l=100; m=8.

Расточной резец применяют для обработки внутренних цилиндрических и конических поверхностей. Расточной резец имеет длинную и тонкую шейку.

Рисунок 6 - Резьбовой резец ГОСТ 18885-73 L=150; l=20; h=8; d=5; b=8; m=4

Резьбовые резцы служат для нарезания наружной и внутренней резьбы остроугольного, трапецеидального, прямоугольного профилей. По конструкции они разделяются на стержневые призматические и круглые. Все они характеризуются тем, что в момент окончательного оформления резьбы (при последнем проходе) их режущая кромка располагается на винтовой поверхности резьбы. Резец для нарезки внутренней резьбы Tr35. Для фрезерования выберем концевую фрезу для вертикального станка ГОСТ17026-71.

Рисунок 7 - Фреза концевая: d=25; L=147; l=45; конус Морзе - 3. Материал - Р6М5.

Предназначена для фрезерования пазов, уступов и плоскостей деталей из различных марок стали и чугуна.

Для сверления отверстия диаметром 7 мм выбираем стандартное спиральное сверло, из быстрорежущей стали с добавкой кобольта, с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903-77).

Рисунок 8 - Спиральное сверл:о d = 7 мм, L = 130 мм, l₀ = 90 мм.

Спиральные сверла производятся из быстрорежущей стали с добавкой кобальта. Современные кобальтовые сверла характеризуются особой улучшенной конструкцией («канавка в канавке»), которая способствует быстрому удалению отходов сверления, вместе с тем повышая прочность и позволяя производить обработку на достаточно высоких оборотах. Шлифованная поверхность сверла при этом обеспечивает точность и хорошее качество обработки материалов. Благодаря новым технологиям. Быстрорежущее сверло с добавлением кобальта используется для сверления различных металлов, таких как чугун, латунь, алюминий, нержавеющая сталь и так далее. Для шлифования выбираем круглошлифовальный круг прямого профиля ГОСТ 8692-82

Рисунок 9 - Шлифовальный круг

Максимальный наружный диаметр, мм D = 130. Высота круга H = 26. Диаметр посадочного отверстия d = 16. Твердость среднетвердый круг. Зернистость-50.

4.4 Выбор измерительного инструмента

Для межоперационного и окончательного контроля линейных размеров выбераем штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-89.

Для контроля диаметра Ш85 - калибр-скобу ГОСТ 2216-84

.

5. Расчет режимов резания

Производительность и себестоимость обработки изделий на металлорежущих станках, качество обработанной поверхности зависят, прежде всего от принятых режимов резания. Поэтому важен выбор их оптимальных значений при проектировании технологического процесса механической обработки. [5]

Режим резания при точении.

1) Найдем глубину резания t,мм. из условия минимального числа проходов:

t=,

где L₀ - длина поверхности до обработки, мм;

L₁ - длина поверхности после обработки, мм. Подставляя известные значения: L₀=93; L₁=85.

t =мм

Так как длина резания не превышает 5 мм, то обработаем данную деталь за один проход с одной стороны.

2) Найдем значение подачи S,мм/об по формуле:

S=,

где r - радиус округления вершины резца, мм;

R_z - высота неровностей, мм;

r=1мм;



R_z=12,510^-3мм;

S= мм/об;

3) Расчетная скорость резания при точении V_р, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле:

где С_v - коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;

Т - расчетная стойкость инструмента;

X_v, Y_v - показатели степени влияния t и S на V_р;

S_ф - фактическая подача;

К_v - направленный коэффициент на измененные условия, которые вычисляются по формуле:

К=К_MvК_nvК_иvК_vК_Фv ,

где К_мv - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

К_nv - качество (состояние) заготовки;

К_иv - материал режущей части инструмента;

К_v - главный угол в плане;

К_фv.- форма передней грани инструмента.

Значения коэффициентов и показателей степени формулы найдем в литературе.

Согласно таблице [1] коэффициенты формулы имеют следующие значения:

,

К_nv=0,8; К_иv =1,0; К_v =0,86; К_Фv = 1,05.

Тогда, подставив данные значения в формулу, получим:

К_v=10.81,050,861,0=0,722 .

Значения коэффициентов С_v , Т, X_v, Y_v , m имеют следующие значения:

С_v =292, Т=100, X_v=0,15, Y_v =0,20, m=0,2, t=4мм.

м/мин.

4) По расчетной скорости резания подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин.

,

где D₀ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

V_p - скорость резания, м/мин.

об/мин.

Теперь мы можем определить V_ф по формуле:

,

где D₀ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n_ф - частота вращения шпинделя, об/мин.

м/мин.

5) Определим тангенциальную силу P_z, создающую крутящий момент M_рез по формуле:

P_z=C_pzt^XpzS_ф^Ypz V_ф^npzk_p ,

где C_pz - коэффициент, зависящий от материала и условий обработки;

X_pz, Y_pz, n_pz - показатели степени влияния режимов резания на силу P_z;

K_p - поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов, вычисляется по формуле:

K_p=K_мрK_pK_rpK_pK_p

Числовые значения коэффициентов и показателей степеней:

K_мр =1,0 , K_p = 1,0 , K_rp = 0,93 , K_p = 1,0 , K_p= 1,0

Таким образом получаем:

K_p=1,01,00,93 1,01,0=0,93

C_pz = 92 9,8 = 901,6 Н; X_pz = 1,0; Y_pz = 0,75; n_pz = 0.

По формуле вычисляем тангенциальную силу:

P_z=901,64^1,00,298^0,7584,05⁰0,93=1352 H

Крутящий момент М_рез, потребный на резание подсчитывается по формуле:

,

где P_z - тангенциальная сила, Н;

D₀ - обрабатываемый диаметр, мм;

Нм,

Крутящий момент М_шп подсчитывается по формуле:

,

где - мощность приводного электродвигателя, кВт.

По формуле получаем:

кНм,

6) Коэффициент мощности станка определяется по формуле:

,



где - мощность приводного электродвигателя, кВт;

N_под - потребная мощность на шпинделе, которая рассчитывается по формуле:

,

где N_э - эффективная мощность на резание, определяемая по формуле:

.

Подставив значения, получим:

кВт;

Теперь вычислим коэффициент использования мощности станка

%.

7) Фактическая стойкость инструмента Т_ф рассчитываем по формуле:

,

где V_ф - фактическая скорость резания, м/мин;

V_p и Т- расчетные значения скорости и стойкости инструмента;

m - показатель стойкости инструмента.

Вычислим Т_ф по формуле:

8) Основное технологическое (машинное) время, затраченное на процессе резания определяется по формуле:

где L - расчетная длина обработки.

По формуле вычислим основное время:



Заключение

Целью данного курсового проекта была разработка технологического процесса изготовления ступицы.

В данной курсовой работе был определен тип производства - мелкосерийное. В качестве способа получения заготовки было выбрано литье в песчано-глинистые формы. Для выбранного метода литья были рассчитаны припуски на механическую обработку. Для составленной структурной схемы технологического процесса изготовления были подобраны соответствующее технологическое оборудование, режущие и измерительные инструменты.

Были также рассчитаны режимы резания при точении.



Список литературы

1 Справочник металлиста. Т.5 / Под ред. Б.Л. Богуславского.- М.: Машиностроение, 1997. - 673 с.

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

4 Металлорежущие станки: Каталог-справочник: В 8 частях.- М., 1971.

5 Материаловедение и технология материалов: учебное пособие / Ю. Д. Терешко, С. В. Петров, А. И. Егоров. - Гомель: БелГУТ, 2004. - 131 с.

5 Петров С.В. и др. Режущий инструмент: Лабораторный практикум.- Гомель: БелГУТ, 2004. - 28 с.

6 Махаринский Е.И., Горохов В.А. Основы технологии машиностроения: Учебник.- Мн.: Выш. шк., 1997. - 423 с.

7 Горбацевич А.Ф., Алешкевич И.Л., Чеботарев В.Н. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.- Мн.: Выш. шк., 1967. - 204 с.

9 Данилевский В.В. Технология машиностроения.- М.: Высшая школа, 1972. - 448 с.

10 Цырлин М. И. Основные требования к оформлению пояснительных записок курсовых и дипломных проектов (работ). Учебно-методическое пособие. - Гомель: БелГУТ, 2007.-32 с.

6 ГОСТ 17819-84. Оснастка технологическая литейного производства. Термины и определения. Введ. 1986-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1985. - 12 с.

7 ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку. Измененная редакция, Изм. №1 - Введ. 1987-07-01. - М. : Изд-во стандартов, 1994. - 55 с.

8 ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок - Введ. 1989-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1988. - 20 с.

9 ГОСТ 3212-92. Комплекты модельные. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров - Введ. 1993-07-01. - М. : Изд-во стандартов, 1992. - 23 с.

Размещено на Allbest.ru