Разработка технологического процесса изготовления колеса зубчатого

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра ТКМ

Пояснительная записка к курсовому проекту

Разработка технологического процесса изготовления колеса зубчатого

Выполнил:

студент 4 курса

60 гр. инженерного факультета

Попадинец И.П.

Проверил: Лисов А.И.

Н. Новгород

2005 г.

Оглавление

1. Общий раздел

1.1 Характеристика базовой обработки поковки

1.2 Химический состав и механические свойства материала детали

1.3 Анализ технологической конструкции детали

2. Технологический раздел

2.1 Расчет массы детали

2.2 Выбор и обоснование типа производства

2.3 Обоснование выбора метода получения заготовки

2.4 Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали

3. Выбор вида заготовки и его обоснование

3.1 Исходные данные по детали

3.2 Исходные данные для расчета

3.3 Припуски и кузнечные напуски

3.4 Размеры поковки и их допускаемые отклонения

4. Разработка маршрутного технологического процесса

5. Установление плана технологического процесса

5.1 Коэффициент закрепления операций

6. Выбор станков, приспособлений, режущего и измерительного инструмента

6.1 Выбор станков

6.2 Выбор режущего инструмента

6.3 Выбор измерительного инструмента

6.4 Выбор приспособлений

7. Расчет норм времени токарной, шлифовальной и фрезерной операции

7.1 Расчет режимов резания, нормы времени на токарные операции

7.2 Расчет режимов резания и норм времени на круглошлифовальную операцию - 075

7.3 Расчет режимов резания и норм времени для фрезерной операции - 040; 045

8. Расчет количества станков, необходимых для выполнения производственной программы и процент их использования (для операций, у которых рассчитаны режимы резания и нормы времени)

9. Технико-экономическая эффективность производства

Литература

1. Общий раздел

Характеристика детали

Конструкторский технологический анализ детали выполнен по рабочему чертежу детали.

Наименование детали - колесо зубчатое.

Колесо зубчатое изготовлено из поковки стальной штампованной.

КРУГ В190 ГОСТ 2590-88

20Х ГОСТ 4543-71

1.1 Характеристика базовой обработки поковки

Поковка, полученная горячей штамповкой в месте разъёма штампа, обычно имеет облой, который обрезают или вырубают в штампах на обрезных кривошипных прессах. После обрезки производят термическую обработку и правку в горячем или холодном состоянии. Термическая обработка с целью получения заданных микроструктурных и механических свойств включают нормализацию, улучшают и другие процессы.

1.2 Химический состав и механические свойства материала детали

Таблица №1

Марка стали и ГОСТ	Массовая доля, % Углерод (С)	Массовая доля, % Хром (Нr)
Сталь 20Х ГОСТ 4543-71	0,18-0,22	0,80-1,00
Марка стали и ГОСТ	?в, кгс/мм2	?т, кгс/мм2	?, %	?,%	?н, кгс/см2	нв
Сталь 20Х	85	65	11	40	6	179

1.3 Анализ технологической конструкции детали

Основной вид обработки детали - обработка резаньем. Основные операции технологического процесса: сверлильная, протяжная, прессовая, токарная, колибровочная, зубофрезерная, шлифовальная, резьборезная. Габоритные размеры: наибольший размер наружный диаметр - 186 мм., длина - 75 мм. По диапазонам размерных характеристик детали можно установить эксплуатационную характеристику оборудования.

Материал детали - сталь 20Х с твердостью НВ 179 можно легко обрабатывать лезвийным инструментом с учетом характеристики станков шлифовальной группы, марки стали, и твердости можно сделать выбор абразивного инструмента. Наибольший план точности размеров наружных поверхностей 2-й, т.е. наружные поверхности выгодно обрабатывать шлифованием.

Точность шлицевой поверхности отверстия достигается операциями сверления и протягивания. Шероховатость, соответствующая 2 классу точности (Rа 0,8) достигается чистовым и тонким шлифованием. Некоторые диаметральные размеры соответствуют 6 квалитету точности, а линейные размеры -11 квалитету точности, т.е. это дает основание называть зубчатое колесо точной деталью.

Шероховатость поверхностей торцев Rа =12,5, а цилиндрических поверхностей Rа=12,5 и 0,8. Это свидетельствует о том, что к детали предъявляют высокие требования. Деталь имеет элементы зубчатого зацепления, модуль зуба m=3, число зубъев z=60. Зубчатое колесо имеет два диаметрально расположенных отверстия с резьбой, канавку, а так же шлицы на внутренней поверхности. О технологичности зубчатого колеса свидетельствует и его жёсткость (L?2dmax), что обеспечивает возможность вести его обработку на высоких режимах резания. Наличие шлицев на внутренней поверхности позволяет иметь при обработке достаточно точную поступательную технологическую базу. Деталь имеет незначительную массу, что способствует сокращению времени на установку и снятие её при обработке на станках, сокращению вспомогательного оборудования. Зубчатое колесо подвергается термической обработке. Данное зубчатое колесо применяется в трансмиссиях, коробках перемены передач, редукторах сельскохозяйственных машин и др.

Количественный анализ технологичности ведёт по двум коэффициентам: точности и шероховатости.

Коэффициент точности:

Кт= 1-1/Аср.

где Аср. - средний квалитет точности.

Аср.= (1*n1+2*n2+…+19*n19)

(n1+n2+…n19)

где ni - число I -х квалитетов

Аср.=1*6+1*7+1*9+2*11 =8,8

1+1+1+2

Кт=1-1/8,8 =0,89

Т.к. Кт?0,8, то деталь является технологичной.

Коэффициент шероховатости:

Кш=1/Бср

где Бср - средняя шероховатость

Бср =50*n1+25*n2+…0,01*n14

N1+n2+…n14

где ni - количество поверхностей, имеющих шероховатость соответствующую данному численному значению параметра Rа.

Бср=1*0,8+5*12,5+1*1,6+2*3,2 =7,92

1+5+1+2

Кш=1/7,92=0,13

Так как, Кш?0,32, то по этому показателю деталь так же является технологичной. Выполненный конструкционно-технологический анализ детали даёт возможность сделать заключение - что рассматриваемое зубчатое колесо вполне технологично.

2. Технологический раздел

2.1 Расчет массы детали

Разбиваем деталь на 6 элементарных объёмов и находим общий объём детали.

Далее перемножаем общий объем, и плотность материала в результате получаем массу детали.

V1=?R2*H = 3,14*45?*29=184396,5 мм?

V2=3,14*44,5?*3=18653,955 мм?

V3=3,14*47,5?*5=35423,125 мм?

V4=3.14*90?*28=712152 мм?

V5=3.14*25?*65=127562.5 мм?

Vд=2*3.14*5?*28=4396 мм?

V7=V1+V2+V3+V4-V5-V6=818667.08 мм? ? 818.7см?

mд = Vд* ?=818,7*7,82=9489,95г. = 9,5кг.

2.2 Выбор и обоснование типа производства

Годовой объём выпуска машин на предприятии составляет 4400 штук.

Условимся, что на каждой машине установлено одно заданное зубчатое колесо.

Процент запасных частей составляет 20% от общего количества деталей, т.е. 880 штук. Следовательно, годовой объём выпуска деталей составляет 5280 зубчатых колёс в год. Предварительно тип производства можно выбрать исходя из годового выпуска и массы детали.

Таблица №2

Масса детали, кг	Тип производства мелкосерийное	Тип производства среднесерийное	Тип производства крупносерийное
?0,1	10…2000	1500…100000	75000…200000
1,0…2,5	10…1000	1000…50000	50000…100000
2,5…5,0	10…500	500…35000	35000…75000
5,0…10,0	10…300	300…25000	25000…50000
?10,0	10…200	200…10000	10000…25000

колесо зубчатый поковка токарный

Учитывая, что масса детали - 9,5 кг, а годовой объем 528 штук, принимаем среднесерийное производство. Оно характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объёмом выпуска. Технологический процесс обработки в среднесерийном производстве преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные самостоятельные операции.

В этом производстве используются универсальные станки. Применяются как универсальные, так и специальные приспособления и инструменты. Широко используются операции, выполняемые на станках с ЧПУ. При среднесерийном производстве применяют предметную форму организации производства. В условиях такого производства оборудование расположено в последовательности выполнения технологического маршрута с оснащением технологического оборудования групповыми наладками оснастки с возможностью её переналадки. Целесообразно применение специального режущего инструмента, а так же специальных мер и измерительных приборов.

2.3 Обоснование выбора метода получения заготовки

При выборе метода получения заготовки следует учитывать материал, размеры, конструктивные формы детали, годовой объём выпуска, который оказывает существенное влияние на характер проектируемого технологического процесса.

Для среднесерийного производства следует применять заготовки по форме и размерам, приближенным к форме и размерам детали. Используют прогрессивные методы обработки, высокопроизводительное оборудование и оснастку. Учитывая выше сказанное, в качестве заготовки выбираем поковку, изготовленную горячей объёмной штамповкой в закрытом штампе на молоте с калибровкой. Нагрев заготовки производится в пламенной печи. Все расчеты допусков размеров, отклонения формы, припусков, кузнечных напусков ведём по ГОСТ 7505-89.

2.4 Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали

Выявленные отклонения от стандартов и рекомендуемые изменения приведены в таблице:

Таблица №3

№п/п	Признак сравнения	Обозн-е и изобр-е на первонач. чертеже детали	Обозн-е и изобр-е в соотв-и с ГОСТ, дейст-ми в наст. вр.
1	Стандарты: а) на материал, б) на внутреннее отверстие в) условное обозначение зубчатого колеса	ГОСТ 4543-71 ГОСТ 14034-74 (местный вид) ГОСТ 1139-80	ГОСТ 4543-71 ГОСТ 14034-74 (условное изображение) ГОСТ 1139-80
2	Требования ЕСКД: а) расположение видов б) обозначение видов	Вид расположен ¦ основной надписи. Вид не обозначен буквами.	Вид расположен ¦ основной надписи. Вид обозначен буквами в соотв-и с ЕСКД
3	Точность и шероховатость: а) значение шероховатости поверхности, не указанной на чертеже, б) неуказанные предельные отклонения в) обозначение размеров и насадок	Rz = 40 Не указано Символьный метод	Ra= 12,5 ± J T*14 2 Комбинированный
4	Соблюдение рядов последовательности для размеров	соблюдено	соблюдено
5	Расположение размеров с точки зрения удобства чтения чертежа	Не соответствует требования ЕСКД	допустимое
6	Контропригодность детали	контропригодна	контропригодна
7	Термообработка	Не указана	указана

Указанные на чертеже точность, шероховатость поверхностей и технические требования позволяют обеспечить необходимую посадку соединения. На чертеже задан низкий класс (Rа=12,5) внутренней шлицевой поверхности и наружной поверхности зубьев, но при изготовлении будет достигаться более высокий класс точности этих поверхностей. Несоблюдение технических требований может привести к изменению характера посадок, который может стать причиной выхода из строя детали.

3. Выбор вида заготовки и его обоснование

Заготовка- поковка стальная штампованная, класс точности Т2,

изготавливаются в закрытом штампе на КГШП.

Нагрев заготовки - в пламенной печи.

3.1 Исходные данные по детали

Материал - сталь 20Х (ГОСТ 4543-71)

0,18-0,22% углерода (С), 0,8-1,00% хрома (Hr)

Масса детали - 9,5 кг.

3.2 Исходные данные для расчета

Масса поковки

Мп.р. =Мд*Кр

где Мд - масса детали,

Кр - 1,8 -расчетный коэффициент

Мп.р. = 9,5*1,8 = 17,08 кг.

Класс точности - Т2 (по заданию)

Группа стали - М1 (сталь с массовой долей углерода до 0,35% включая и суммарную массовую долю легирующих элементов до 2,0% включительно).

Степень сложности - С1 (приложение 1)

Размеры, описывающие поковку фигуры (цилиндр)

Высота H = 78.75 (75*1.05)

Диаметр d = 195.3 (186*1.05)

Масса описывающей фигуры (расчетная) -18,049 кг.

Gп = 17,08 =0,95

Gф 18,049

Конфигурация поверхности разъёма штампа - П - плоская (табл. 1)

Исходный индекс - 8 (табл. 2)

3.3 Припуски и кузнечные напуски

Основные припуски на размеры, мм.

1,8 - диаметр 186 мм и чистота поверхности - 6,3

1,8 - диаметр 46 мм и чистота поверхности - 6,3

1,8 - толщина 75мм и чистота поверхности - 12,5

1,8 - толщина 40 мм и чистота поверхности - 12,5

Дополнительные припуски, учитывающие:

Смещение по поверхности разъёма штампа - 0,3 мм.

отклонение от плоскости-0,4 мм (табл. 5)

Штамповочный уклон на наружной поверхности не более 5?, принимаем 5?; на внутренней поверхности не более 7?, принимаем 7?.

3.4 Размеры поковки и их допустимые отклонения

Размеры поковки, мм.

Диаметр 186+(1,8+0,3)*2 = 190,2, принимаем 190.

Диаметр 46+(1,6+0,3)*2 = 42,2, принимаем 42.

Толщина 75+(1,8+0,3)*2 = 79,2, принимаем 79.

Толщина 40+(1,7+0,3)*2 = 44, принимаем 44.

Радиус закругления наружных углов - 3,0 мм.

Допускаемые отклонения размеров (табл. 8)

+1.6 +1.4

Диаметр 190 -0.9 толщина 79 - 0.7

+1.3 +1.3

Диаметр 42 -0.7 толщина 44 - 0.7

Неуказанные предельные отклонения размеров.

Допуск размеров, не указанный на чертеже поковки принимается равным 1.5 допуска соответствующего размера поковки с равными допускаемыми отклонениями.

Неуказанные допуски радиусов закругления 0,5 мм (п. 5.23)

Допускаемая величина отклоняемого облоя 1.0 мм (п. 5.8)

Допускаемое отклонение от плоскости 0.8 мм (п. 5.16)

Допускаемое отклонение от концентричности пробитого отверстия относительно внешнего контура поковки 1.0 мм (т. 12)

Допускаемое смещение по поверхности разъема штампа 0.8 мм (т. 9)

Допускаемая величина высоты заусенца 5.0 мм (п. 5.10)

4. Разработка маршрутного технологического процесса

Составление плана обработки детали и установление способов обработки и последовательности выполнения операций

Таблица №4

Способы обработки

O186 H11(-0.29). Ra =12.5

O120 Ra =12.5

O114 Ra =12.5

O115 К6+0,025,+0,003). Ra =0,8

O46H11 Ra =12.5

O54H7 Ra =12.5

909 Ra =3.2

Торцы 40, Ra =12.5

Торцы 75, Ra =12.5

М10*15-6Н, Ra =1,6

Зубчатая O186h11, Ra =1,6

Рассверливание

-

-

-

-

+

-

-

-

-

-

-

Протягив-е: черновое чистовое

- -

- -

- -

- -

+ -

+ -

+ -

- -

- -

- -

- -

Обтач-е: - черновое - получист-е - чистовое

+ - +

+ - +

+ - +

+ + -

- - -

- - -

- - -

+ - +

+ - +

- - -

- - -

Зубофр-е: черн-е чист-е

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

+ +

Сверление

-

-

-

-

-

-

-

-

-

+

-

Нарезание резьбы

-

-

-

-

-

-

-

-

-

+

-

Шлифов-е: - предварит-е - чистовое

- -

- -

- -

+ +

- -

- -

- -

- -

- -

- -

+ -

5. Установление плана технологического процесса

Этот план должен быть оптимальным, наивыгоднейшим по технико-экономическим показателям, по производству, стоимости, качеству обработки и другим показателям.

Маршрутная карта.

Наименование детали - колесо зубчатое. Чертёж №5, подвариант 4.

Материал - сталь 20Х. Вид заготовки - поковка.

Таблица №5

№ п/п	Наименование и краткое содержание операции	Технологич. базы	Тип оборудования
005	Сверлильная (зенкеровать центральное отверстие заготовки с одной стороны окончательно). Контроль диаметра полученного отверстия.	Наружный диаметр O 190- черновая база и торец	Вертикально- сверлильный одношпиндеольный станок 2А150, штангенциркуль ШЦ1
010	Протяжная (протянуть шлицы на центральном отверстии начерно D8*46*54H7*9D9). Контроль шлицев.	Торец заготовки Черновая база	Горизонтально-протяжной станок для внутреннего протягивания одинарный 7Б54
015	Токарная (точить поверхности O186h11, O120, O114, O115К6 начерно). Контроль диаметров получаемых уступов.	Шлицевая поверхность D8*46*54H7*9D9	Токарно-копировальный мнорезцовый полуавтомат 1722, Штангенциркуль ШЦ2
020	Токарная (точить торцы заготовки на длинах 40 и 75 начерно). Контроль высот получаемых уступов.	Шлицевая поверхность D8*46*54H7*9D9	Токарно-копировальный многорезцовый полуавтомат 1722, Штангенциркуль ШЦ2
025	Улучшение- закалка, высокий отпуск	-	-
030	Токарная(точить начисто поверхности O186h11, O120, O114, O115К6 и снять 2 фаски 1.6*45 с O186h11, фаску 1*45 с O115К6, фаску 2*45 с O46h11). Контроль диаметров получаемых уступов.	Шлицевая поверхность D8*46*54H7*9D9	Токарно-копировальный многорезцовый автомат 1722 штангенциркуль ШЦ 2
035	Токарная (точить начисто торцы заготовки на длинах 40 и 75 и снять фаску 2*45 с O46h11) Контроль диаметров уступов	Шлицевая поверхность D8*46*54H7*9D9	Токарно-копировальный многорезцовый автомат 1722 штангенциркуль
040	Фрезерная (фрезеровать зубья предварительно) Контроль параметров зубьев	Шлицевая поверхность D8*46*54H7*9D9 торец заготовки	Зубофрезерный станок 5К324 Штангензубомер
045	Фрезерная (фрезеровать зубья окончательно) Контроль параметров зубьев.	Шлицевая поверхность и торец	Зубофрезерный станок 5К324 Штангензубомер
050	Сверлильная (сверлить 2 отв. O8 под резьбу) Контроль диаметров.	Шлицевая поверхность и торец	Вертикально-сверлильный одношпиндеольный станок 2Н118 штангенциркуль
055	Сверлильная (зенковать фаски 2*45 на диаметрах O8)	Шлицевая поверхность и торец.	Вертикально-сверлильный одношпиндеольный станок 2Н118 штангенциркуль
060	Сверлильная (зенковать фаски 2*45 на диаметрах O8 с обратной стороны	Шлицевая поверхность и торец	Вертикально- сверлильный станок 2Н118
065	Сверлильная (нарезать резьбу М10*1.5-6Н на поверхности диаметров O8 на всю длину) Контроль параметров резьбы	Шлицевая поверхность и торец	Вертикально- сверлильный станок 2Н118 резьбовой калибр
070	Цементация зубьев на глубину 0.9-1.1мм, закалка в масле и отпуск на твердость HRC 56-62 зубья т.о 20х-у1-м59	-	-
075	Круглошлифовальная (шлифовать поверхность O115к6 окончательно) контроль	Шлицевая поверхность	Круглошлифовальный JM131 МК-2
080	Зубошлифовальная (шлифовать зубчатую поверхность полностью окончательно) Контроль	Шлицевая поверхность	Зубошлифовальный станок 5833 ШЦ-1
085	Мойка	-	-
090	Контроль окончательный	-	-

5.1 Коэффициент закрепления операций

где, О - число всех технологических операций,

Р - число рабочих мест.

Т.к. Кз.о ? 10 и Кз.о.? 20, то делаем вывод о правильном выборе среднесерийного производства.

6. Выбор станков, приспособлений, режущего и измерительного инструмента

6.1 Выбор станков

Токарная операция

Токарно-копировальный многорезцовый полуавтомат 1722. Наибольший размер обрабатываемого изделия - O230 мм, Расстояние между центрами - 500 мм. Наибольшая длина обрабатываемого изделия - 800 мм, Число оборотов шпинделя в минуту 71-1410, Мощность Эл. дв. привода главного движения - 22.0 кВт,

Габаритные размеры - 3000*1436*2130 (мм), Вес - 5500 кг.

Фрезерная операция.

Зубофрезерный станок 5к 324

Наибольший диаметр нарезаемых колес - 500 мм

Наибольший модуль зубьев нарезаемых колес - 8 мм

Наибольший угол наклона зубьев нарезаемых колес - ±60?

Наибольший вертикальный ход фрезы - 360 мм

Наибольший диаметр фрезы, устанавливаемый в суппорте - 180 мм

Осевое перемещение фрезы - 100 мм

Частота вращения шпинделя фрезы - 50-310?(мин-1)

Подача: вертикальная - 0.8-5мм / об

Радиальная - 0.35-2.2 мм / об

осевая - 0.25-1.6 мм / об

Мощность главного электродвигателя - 7 кВт

Габаритные размеры-2500*1380*2000 мм

Протяжная операция

Горизонтально-протяжной станок для внутреннего протягивания 7Б510.

Номинальное тяговое усилие - 10 т.с.

Наибольшая длина рабочего хода салазок - 1250 мм.

Диаметр отверстия в планшайбе - 100 мм.

Скорость хода каретки - (1-9)/20; м/мин (рабочего/обратного)

Мощность электродвигателя привода гл. движения - 17 кВт;

Габаритные размеры: 5735*1525*1770 мм

Вес - 4218 кг.

Сверлильная операция.

Вертикально-сверлильный одношпиндеольный станок 2А150.

Наибольший диаметр сверления - 50 мм.

Вылет шпинделя - 350 мм.

Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола - 800 мм.

Размеры рабочей поверхности стола - 500*600 мм.

Число оборотов шпинделя - 32-1400 (мин-1)

Мощность главного электродвигателя движения-7,5кВт

Габаритные размеры - 1550*1065*2865 мм.

Вес - 2250 кг.

Вертикально-сверлильный одношпиндеольный станок 2Н118.

Наибольший диаметр сверления - 18 мм.

Вылет шпинделя - 200 мм.

Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола -650 мм.

Размеры рабочей поверхности стола - 360*320 мм.

Число оборотов шпинделя - 180-2800 (мин-1)

Мощность главного электродвигателя движения - 1,5 кВт

Габаритные размеры - 870*590*2080 мм.

Вес - 450 кг.

Шлифовальная операция.

Круглошлифовальный станок 3М131.

Высота центров - 125 мм.

Наибольшее расстояние между центрами - 750 мм.

Наибольшая длина шлифования - 280 мм.

Наибольший диаметр шлифовального круга - 600 мм.

Число скоростей - 3.

Скорость передвижения продольного хода стола - 0,3-10 м/мин.

Мощность основного электродвигателя - 7,5 кВт.

Частота вращения - 1112 и 1285 (мин-1)

Частота вращения заготовки от 40 до 400 (мин-1)

Зубошлифовальный станок 5833.

Диаметр шлифовального колеса - 30-320 мм.

Модуль шлифовального колеса - 0,5-4,0 мм.

Наибольшая ширина шлифуемого зуба колеса - 100 мм.

Число зубьев шлифовального колеса - 18-360

Расстояние между центрами - 265-350 мм.

Диаметр абразивного червяка - 380-500 мм.

Ширина абразивного червяка - 75 мм.

Диаметр накатника для накатывания винтовых ниток на абразиве - 130-150 мм.

Число оборотов в минуту абразивного червяка при шлифовании -1350-1500 (мин-1)

Пределы вертикальных подач на один оборот заготовки - 0,09-1,12 мм.

Пределы радиальных подач заготовки на один ход суппорта - 0,03-0,3 мм.

Мощность главного электродвигателя - 7,0 кВт.

Вес станка - 6900 кг.

Габариты станка: 3365*2120*1875 мм.

6.2 Выбор режущего инструмента

Сверлильная операция.

Для зенкерования центрального отверстия заготовки применяется зенкер насадкой со вставными ножами (ГОСТ 2255-81) D=45 мм, L=70 мм, d=16 мм, z=6мм, режущая часть из твердого сплава Т15К6,хвостовая часть - сталь 45.

Для сверления отверстий под резьбу используем два сверла (спиральных) (ГОСТ 887-80) D=8 мм, L=70 мм, lo=40 мм, режущая часть - сталь P6M5 хвостовая сверла - сталь 45.

Для зенкерования фасок используем спиральные сверла из быстрорежущей стали P6M5 (ГОСТ 887-80) D=12 мм, L=20 мм, lo=6 мм

Для нарезания резьбы - машинно-ручной метчик для нарезания метрической резьбы (ГОСТ 3266-80) S=1.5 мм, L=80 мм, l=25 мм, l1=9 мм, P=17 мм, h=9 мм.

Токарная операция.

Для токарной операции используются резцы: проходной прямой ? =45? (правый и левый); проходной согнутый ? =45? правый; проходной упорный ? =90?, кантовочный, расточной для глухих отверстий, оснащенные пластинками из твердого сплава марки Т15К6. Резцы выбираются в зависимости от материала заготовки, вида и характера обработки. Применяем их для черновой и чистовой обработки при точении различных поверхностей, канавок, фасок.

Зубофрезерная операция.

Для предварительного и окончательного фрезерования зубьев используется зубчатая фреза, цельная общего назначения класса С(А;В) (ГОСТ 9324-80) из быстрорежущей стали марки P18. Размеры фрезы: m=3, De=80 мм, d=32 мм, D1=50 мм, L=70 мм, a=4 мм, z=10.

Протяжная операция.

Для протягивания шлицев используется протяжка шлицевая комбинированная (ГОСТ 4043-80) Число зубьев - 74, шаг зубьев t=12.1 мм, L=1000 мм, подъем на зуб Sz=0.14 мм.

Шлифовальная операция.

Для шлифования наружной поверхности O115к6 (Ra=0.8) выбираем абразивный круг типа ПП (плоский, прямого профиля) марки ПП24АНСМ25К6

24А - электрокорунд белый, 40 - раствор зерна 40мкм.

Н - процентное содержание основной фракции (45%)

СМ2 - твердость круга (средне-мягкая), 5 - структура (средняя), К8 - связка керамическая (8). Размеры шлифовального круга: Dк=600 мм, Вк=63 мм, d=76 мм, (ГОСТ 2424-67) (6, 334).

Для шлифования зубьев выбираем абразивный червячный шлифовальный круг типа АФК. Марки АФК 24А 40НСМ25К6 (для шлифования фасонных поверхностей на твердосплавочном фасонном инструменте).

Шлифовальный круг типа ПП выбран из следующих соображений: D=300 мм, L=75 мм, m=3 мм, универсальное применение, обычно для круглого наружного, внутреннего, бесцентрового, плоского и т.д.

Материал сверл и фрезы (быстрорежущая сталь) выбран исходя из следующего: эту сталь применяют для изготовления универсального режущего инструмента для всех видов обработки конструкционных материалов низкой и средней твердости в следующих случаях: когда вследствие трудности изготовления инструмента нельзя применять твердые сплавы и если условия обработки (недостаточные скорость, мощность, низкая жесткость станка, приспособлений и детали) не позволяют рационально использовать твердые сплавы.

Материал пластинок зенкера и резцов - твердый сплав выбран исходя из следующих соображений: этот сплав имеет наивысшую эксплуатационную прочность и сопротивляемость ударам.

Предназначен для чернового точения при прерывистом резании, фасонного точения, отрезки токарными резцами и других видов обработки сталей. Физико-механические свойства данного сплава подтверждают правильность выбора его в качестве режущего материала.

6.3 Выбор измерительного инструмента

В единичном и серийном производствах применяются универсальные измерительные инструменты (штангенциркуль, микрометр). В крупносерийном и массовом производствах рекомендуется применять калибры. Для среднесерийного производства применяем инструменты. Для контроля размеров поверхностей, полученных после точения и сверления применяем штангенциркуль ЩЦ1 и ЩЦ2 с двухсторонним расположением губок. Пределы измерений штангенциркуля 0-125 мм и 0-500 мм.

Цена деления шкалы - 0,1мм. Для контроля параметров зубчатой поверхности, полученной после фрезерования зубьев используем штангензубомер ШЗ1 с ценой деления 0,02 мм. Пределы измерения: вертикальный 0-20мм, горизонтальный 0-30 мм.

Для конечного контроля размеров более точных поверхностей применяем гладкий микрометр МК (ГОСТ 6507-96). Пределы измерений 50-100 мм. Цена деления микрометра 0,01 мм. Для контроля резьбы и шлицевой поверхности применяем специальные предельные резьбовые и шлицевые калибры.

6.4 Выбор приспособлений

В качестве приспособлений используется:

- шлицевая оправка, обеспечивающая передачу крутящего момента от шпинделя станка к детали;

- приспособление для крепления детали на сверлильном станке, обеспечивающее неподвижность детали при сверлении и правильное расположение сверл;

- двухшпиндеольная головка для сверления и нарезания резьбы, обеспечивающая одновременное сверление двух отверстий и нарезание резьбы на них;

- тиски с призматическими губками, обеспечивающие надежное базирование заготовки по наружному диаметру при зенкеровании наружного отверстия.

7. Расчет норм времени токарной, шлифовальной и фрезерной операции

Определяем припуски на черновое точение:

hчерн.=2/3*2hобщ.

где hчерн - припуск на черновое точение, 2hобщ. - общий припуск.

1. dо=115 к6

hчерн =2/3*2*2=2,7 мм.

d1= 119-2,7=116,3 мм.

2. dо=114

hчерн =2/3*2*4=5,3 мм.

d1= 122-5,3=116,7 мм.

3. dо=120

hчерн.=2/3*2*1,5=2 мм.

d1= 123-2=121 мм.

4. dо=118h11

hчерн.=2/3*2*2=2,7 мм.

d1= 190-2,7=187,3 мм.

5. Левый торец O186 h11 hчерн=2/3*2*0.75=1 мм.

6. Правый торец O186 h11 hчерн=2/3*2*0.75=1 мм.

l1= 31-1-1=29 мм.

7. Торец O115к6. hчерн=2/3*2*0.75=1 мм

l1=78-1-1=76 мм

Определяем припуски на чистовое точение

hчист=1/3*2hобщ.

1. do=115k6 hчист=1/3*2*2=1.3

d2=d1-hчист

d2=116.3-1.3=115 мм

2. do=114 hчист=1/3*2*4=2.7 мм

d2=116/7-2/7=114 мм

3. do=120. hчист=1/3*2*1.5=1мм

d2= 121-1=120 мм

4. dо=186h11 hчист=1/3*2*2=1.3мм

d2=187.3-1.3=186мм

5. Левый торец O186 h11 hчист=1/3*2*0.75=0.5мм

6. Правый торец O186h11 hчист=1/3*2*0/75=05мм

l2= l1-2hчист

l2=41-0.5-0.5=40мм

7. Торец O115 к6 hчист=1/3*2*0.75=0.5 мм

l2=76-0.5-0.5=75 мм

Принимаем припуски на предварительное шлифование O115 к6

hпр.ш=0/35 мм

Принимаем припуски на чистовое шлифование O115к6

hпр.ш=1/10*hчист

hчист.ш=1/10*1.3=0.15 мм

7.1 Расчет режимов резания, нормы времени на токарные операции

Токарная операция - 015

Переход 1 Тосн=0, Тв=0.76 м

Переход 2 O115к6

t=1.35 мм i=1

S=0.3 мм/об

Vт=130 м/мин

Vp=130*1.1*1.1*1.35=212.4 м/мин

O120

t=1 мм i=1

S=0.3 мм/об

Vт=120 м/мин

Vp=120*1.1*1.1*1.35=196 м/мин

Принимаем n=500 м/мин.

O186

t=1.35 мм i=1

S=0.3 мм/об

Vт=98 м/мин

Vp=98*1.1*1.1*1.35=160.1 м/мин

Принимаем n =300м/мин

Дальнейший расчет ведем по n - минимальному, т.е. по O186h11

Принимаем nст=300 м/мин

L=l+y1+y2, мм

L=31+3.5=34.5

Tвсп=0.7мин

Переход 3.

O114мм

t=2.65 мм i=1

S=0.3 мм/об

Vт=120 м/мин

Vp=120*1.1*1.1*1.35=196 м/мин

Принимаем n=500 (мин-1)

L=3+3.5=6.5 мм

Твст=0.7мин

Токарная операция - 020

Переход 1.

Тосн=о, Твсп=0.76 мин

Переход 2.

Левый торец O186h11

t=1 мм i=1

S=0.2 мм/об, Vт=82 мм/об

Vт=82*1.1*1.1*1.35=134 м/мин

nст=1000 (мин-1)

Правый торец O186h11

t=1мм i=1

S=0.2 мм/об

Vт=82 мм/об

Vр=82*1.1*1.1*1.35=134м/мин

Принимаем n=1000(мин-1)

Торец O115к6

t=1 мм i=1

S=0.2 мм/об Vт=120 мм/мин

Vр=120*1.1*1.1*1.35=196 м/мин

Принимаем n=800(мин-1)

Дальнейший расчет ведем по nмин, т.е. по торцу O115к6

L=116+4=118 мм

Твсп=0,7 мин

Токарная операция - 030

Переход 1 То=0; Тв=0,76;

Переход 2

O115к6

t = 0,65 мм i=1

S=0.2 мм/об Vт=150 мм/мин

Vр=150*1.1*1.1*1.35=245 м/мин

Принимаем n=670 (мин-1)

O120мм

t = 0, 5 мм i=1

S=0.2мм/об Vт=130 м/мин

Vр=130*1.1*1.1*1.35=212,4 м/мин

Принимаем n=550 (мин-1)

Токарная операция - 035

Переход 1 То=0; Тв=0,76;

Переход 2

Левый торец O186h11

t = 0,5 мм i=1

S=0.2 мм/об Vт=68 м/мин

Vр=68*1.1*1.1*1.35=111,1 м/мин

Принимаем n=860 (мин-1)

Правый торец O186h11 h=0,5 мм

t = 0,5 мм i=1

S=0.2 мм/об Vт=68 м/мин

Принимаем n=860 (мин-1)

Торец O115К6

t = 0,5 мм i=1

S=0.2 мм/об Vт=98 м/мин

Vр=98*1.1*1.1*1.35=160,1 м/мин

Принимаем n=800 (мин-1)

Дальнейший расчет ведем по nмин, т.е. O115К6

L=115+4=118 мм

Твсп=0,7 мин

O186h11

t = 0,65 мм i=1

S=0.2 мм/об Vт=98м/мин

Vр=98*1.1*1.1*1.35=160,1 м/мин

nст=300 м/мин

Дальнейший расчет ведем по n мин, т.е. O186h11

L=41+2=43 мм

Твсп=1 мин

Переход 3

O114 мм

t=1,35 мм i=1

S=0.3 мм/об. Vт=120 м/мин

Vp=120*1.1*1.1*1.35=196 м/мин

Принимаем n=550 (мин-1)

L=3+2=5мм

Твст=0,7мин

Полное основное время

То =?Тio = 0,38+0,04+0,74+0,74+0,72+0,05=2,67 мин.

Полное вспомогательное время

Твсп =?Тiвсп = 0,76+0,7+0,7+0,76+0,7+0,76+0,76+0,7+1+0,7=7,54 мин.

Оперативное время

К =8% (10, т.7)

Подготовительно-заключительное время Тп.з. = 8 мин. (10, т. 45)

Норма времени

Тн = То+Тв+Тдоп+ Тп.з./nшт, nшт=17

Тн = 2,67+7,54+0,82+8/17= - 11,5 мин.

7.2 Расчет режимов резания и норм времени на круглошлифовальную операцию - 075

Переход 1 То=0; Тв=1,6мин;

Переход 2

O115к6

t = 0,05мм i=1

S=0,015мм/об

Vр=30м/мин

Принимаем n=80 (мин-1)

L=17+3=20мм

Твст=0,6мин

Полное основное время на операцию

То =?Тio = 1,7мин.

Полное вспомогательное время на операцию

Твсп =?Тiвсп = 1,6+0,6= 2,2 мин.

Операционное время

Топ = 1,7+2,2 = 3,9 мин.

Дополнительное время

К = 9%

Тдоп = (3,9*9)/100 = 0,35 мин.

Подготовительно-заключительное время

Тп.з. = 7мин.

Норма времени

Тн = 1,7+2,2+0,35+7/17 = 4,7 мин.

7.3 Расчет режимов резания и норм времени для фрезерной операции - 040; 045

040 Фреза цельная общего назначения, двухзаходная, класса С (А, В) из быстрорежущей стали Р18 ГОСТ 9324-80 De=80, d=32, D1=50, L=70, а=4, z=10, m=3.

Переход 1 То=0; Тв=1,5мин;

Переход 2

t = 7мм i=1

S=0,08мм/об

Vт=56,4м/мин

nт=98,04 (мин-1)

Vр = Vт*К = 56,4*0,51*0,80*1*1=23м/мин

nр = nт*К = 98,04*0,51*0,80=40 об/мин

nст= 40 об/мин

L=584+6=590 мм

Твст=0,8 мин

045 Фреза цельная общего назначения однозаходная класса С (А, В) из быстрорежущей стали Р18 (ГОСТ 9324-80)

Переход 1 То=0; Тв=0,6 мин;

Переход 2

t = 7мм i=1

S=0,08мм/об

Vт=56,4м/мин

nт=98,04 (мин-1)

Vр = Vт*К = 56,4*0,51*0,80*1*1=23м/мин

nр = nт*К = 98,04*0,51*0,80=40 об/мин

nст= 40 об/мин

L=584+6=590мм

Твст=0,8мин

Полное основное время на операцию

То =?Тio = 4,92+4,92=9,84мин.

Полное вспомогательное время на операцию

Твсп =?Тiвсп = 0,9+0,8+0,9+0,8 = 3,4 мин.

Операционное время

Топ = 9,84+3,4 = 13,24 мин.

Дополнительное время

К = 9%

Тдоп = (13,24*9)/100 = 1,2 мин.

Подготовительно-заключительное время

Тп.з. = 7 мин.

Норма времени

Тн = 9,84+3,4+1,2+7/17 = 14,85 мин.

8. Расчет количества станков, необходимых для выполнения производственной программы и процент их использования (для операций, у которых рассчитаны режимы резания и нормы времени)

Определяем номинальный фонд рабочего времени оборудования:

Фн = (52*40-7*7)*1 = 2031 час

где 52 - число недель в году,

40 - число рабочих часов в неделю,

7 - число праздников в году,

7 - число часов в праздничные дни,

1 - число смен

Действительный фонд рабочего времени оборудования

Фд = Фн *К1*К2

где К1 - коэффициент, учитывающий простой оборудования из-за его ремонта - К1 = 0,94…0,97,

К2 - коэффициент, учитывающий простой оборудования из-за отсутствия рабочего - К2 = 0,9,

Фд = 2031*0,9*0,96 = 1755 час.

Для среднесерийного производства количество станков:

где Тштi - штучное время на i-ю операцию,

Nдi - количество деталей в i-й партии,

m - число партий в год.

Количество станков для токарной операции:

Процент использования - 50%

Количество станков для шлифовальной операции:

Количество станков для фрезерной операции:

9. Технико-экономическая эффективность производства

Из приведенных выше расчетов можно сделать вывод, что все эти станки могут быть задействованы при изготовлении других деталей и приспособлений, так как Срi (расчетное количество станков) у них меньше 1.

Ср1 = 0,5?1, Ср2 = 0,4?1, Ср3 = 0,47?1.

Литература

1. ГОСТ 7505-89 "Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски". Издательство стандартов, 1990 г.

2. Курс лекций по ТСХМ.

3. Лисов А.И., Головин С.И., Иванов Е.Г., Технология сельскохозяйственного машиностроения: Методическое руководство к выполнению курсового проекта студентами всех видов обучения машиностроительного профиля. Н. Новгород, 2002 г.

4. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора.

5. Матвеев В.А., Пустохвалов И.И. Технологическое нормирование ремонтных работ в сельском хозяйстве, М.: Колос, 1979 г.

6. Курс А.М. и др. Металлорежущие станки, М.: Машиностроение.

7. Косилов А.Г. Справочник технолога машиностроителя (в 2-х томах). Т. 1, Москва. 1972 г.

8. Косилов А.Г. Справочник технолога машиностроителя (в 2-х томах). Т. 1, Москва. 1963 г.

9. Металлорежущие станки, выпускаемые в 1989-1990 гг. Номенклатурный каталог в 2-х томах (ЭНИС-М.: ВНШТЭМР, 1988 г.)

10. Некрасов С.С. Обработка металлов резанием. М.: Агропромиздат, 1988г.

11. Нефёдов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М.: Машиностроение, 1984 г.

Размещено на Allbest.ru