Разработка автоматизированного устройства загрузки-выгрузки кремниевых пластин в реактор установки термокомпрессионного окисления "Термоком-V"
Рассмотрение особенностей и преимуществ процесса термокомпрессионного окисления кремниевых пластин в парах воды. Описание и анализ принципа работы механизма загрузки-выгрузки. Обоснование выбора конструкции загрузчика. Расчет элементов его привода.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.10.2017 |
| Размер файла | 263,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Дипломный проект
Губкин ИИ
Содержание
Аннотация
1. Автоматизация процесса загрузки пластин установки “Термоком-V”
1.1 Введение
1.2 Автоматизация процесса загрузки-выгрузки
1.3 Обоснование выбора принятого решения
1.4 Окисление при высоком давлении
1.5 Описание принципа действия и работы механизма
1.6 Расчет привода
1.6.1 Расчет передачи винт-гайка
1.6.2 Выбор электродвигателя
1.6.3 Расчет открытой цилиндрической передачи
1.6.4 Расчет передач редуктора
2 Технологический процесс изготовления корпуса редуктора
2.1 Введение
2.2 Обоснование выбора метода получения заготовки
2.3 Расчет режимов резания
2.4 Программирование для станка с ЧПУ
3. Анализ технологических потерь на этапе освоения нового изделия
3.1 Введение
3.2 Конструкторско-технологические факторы, влияющие на выход годной продукции
3.3 Планирование динамики выхода годной продукции
3.4 Расчет и моделирование выхода годной продукции на основе кривых освоения
3.5 Выход годной продукции как фактор образования технологических потерь производства
3.6 Расчет затрат на технологические потери
4. Обеспечение безопасности при эксплуатации и монтаже установки “Термоком-V”
4.1 Введение
4.2 Защита от поражения электрическим током
4.3 Защита от статического электричества
4.4 Расчет защитного заземления
4.5 Защита от разгерметизации рабочей камеры
4.6 Защита от теплового ожога
4.7 Защита от вибрации
4.8 Вывод
Заключение
Список литературы
Аннотация
В данном дипломном проекте разработано автоматизированное устройство загрузки-выгрузки кремниевых пластин в реактор установки термокомпрессионного окисления «Термоком-V».
В первом разделе дипломного проекта рассмотрена актуальность автоматизации процесса загрузки-выгрузки заготовок, рассмотрены особенности и преимущества процесса термокомпрессионного окисления кремниевых пластин в парах воды, приведено обоснование выбора конструкции загрузчика, приведено описание и принцип работы механизма загрузки-выгрузки, сделаны расчеты элементов привода загрузчика.
В технологической части разработан технологический процесс изготовления корпуса редуктора. Проведен анализ и сравнение возможных методов получения заготовки для изготовления данной детали, определен маршрут обработки заготовки, проведены расчеты режимов резания и расчеты штучного и подготовительно-заключительного времени изготовления по операциям , общего времени изготовления. Для операции проводимой на РТК написана управляющая программа.
В экономической части рассмотрена необходимость планирования коэффициента выхода годных , определены факторы, влияющие на выход годной продукции. Для установки «Термоком-V» рассчитан и промоделирован процесс выхода годной продукции на основе кривых освоения. Рассмотрена схема образования технологических потерь на стадиях изготовления ИС и для процесса проводимом на установке «Термоком-V» рассчитаны затраты на технологические потери.
В разделе производственной и экологической безопасности рассмотрены техника безопасности эксплуатации и монтажа установки «Термоком-V», влияние этой установки на окружающую среду.
1. Автоматизация процесса загрузки пластин установки “Термоком-V”
1.1 Введение
Основой развития электронной промышленности является электронное машиностроение, представляющее научно-техническое и производственное направление в машиностроении, занимающееся проектированием и изготовлением специального технологического оборудования, предназначенное для производства изделий электронной техники.
Современное автоматическое производство характерно тем, что технологический процесс изготовления изделий (в том числе изделий электронной техники) включает самые разные по своему характеру технологические операции. Естественно, для разработки оборудования, обеспечивающего проведение таких технологических процессов, включающих большую разновидность технологических операций, от разработчиков и конструкторов требуется широкая эрудиция и знание методов и средств автоматизации.
Успех осуществления мероприятий по автоматизации любого конкретного технологического процесса определяется правильным выбором и удачным решением вопросов, связанных с автоматизацией трудоемких ручных операций, в том числе различных вспомогательных и межоперационных (ориентации, загрузки, выгрузки, транспортирования обрабатываемых деталей и материалов). Трудоемкость этих операций составляет обычно 15 - 40% от общей трудоемкости изделия.
Практика показывает, что в производстве часто создается некоторая диспропорция в уровнях автоматизации основных и вспомогательных операций, причем уровень автоматизации последних, как правило, всегда отстает. Это в значительной мере объясняется сложностью задачи по замене комплекса пространственных движений операторов механизмами.
Сложность этой задачи возрастает в производстве микросхем и микроприборов, характерными особенностями которых являются малые габариты и масса, высокая чувствительность к механическим повреждениям. термокомпрессионный загрузчик механизм
В производстве микросхем на ручных операциях наблюдается быстрая утомляемость человека, приводящая к резкому снижению производительности труда.
Специфика микроэлектронного производства предъявляет дополнительные требования к средствам автоматизации по обеспечению условий производственной (вакуумной гигиены), а групповой характер производства обуславливает применение одновременной обработки в технологических кассетах. Указанные особенности в большинстве случаев не позволяют использовать известные и апробированные в других отраслях промышленности технические решения.
1.2 Автоматизация процесса загрузки-выгрузки
Автоматизация загрузки и разгрузки заготовок является одним из основных вопросов, которые возникают при автоматизации технологических процессов Правильный выбор рациональной конструкции загрузочного устройства для каждого типа заготовок и конкретных условий работы определяет эффективность работы автоматического технологического оборудования
Автоматическим загрузочно-разгрузочным устройством называется комплекс функциональных механизмов обеспечивающих автоматическое перемещение заготовки в рабочую зону обработки и после завершения операции обработки удаление обработанной заготовки в заданное место хранения
Устройства загрузки освобождают рабочего от непрерывных утомительно однообразных движений по установке и снятию заготовок и сводят работу лишь к периодическому заполнения заготовками загрузочных устройств и наблюдению за правильным действием загрузчика Автоматические загрузочные устройства обычно действуют значительно быстрее чем человек если это требуется. Это повышает производительность оборудования
Загрузочно-разгрузочные устройства относятся к группе вспомогательных механизмов так как сами не участвуют в собственно технологическом процессе обработки (в процессе изменения состояния предмета труда)
Основные требования к загрузочным устройствам:
конструктивная простота
быстродействие
высокая надежность
рациональная компоновка
Компоновка механизмов загрузки влияет на компоновку установки в целом капитальные затраты и расходы на эксплуатацию и ремонт Последние в свою очередь влияют на производительность труда Иногда эти требования находятся в противоречии друг с другом и задача конструктора - выбрать вариант обеспечивающий максимальную производительность труда
1.3 Обоснование выбора принятого решения
Непрерывное совершенствование микроэлектронных устройств приводит к коренным изменениям условий их производства. Так, например, появление нового поколения полупроводниковых интегральных схем и накопителей на магнитных дисках требует производственных помещений повышенной чистоты и сведение до минимума присутствия в них людей. Одним из средств достижения этих целей является использование роботов.
Применение роботов в чистых помещениях для выполнения технологических операций имеет ряд преимуществ:
значительно повышается качество выполнения операций благодаря их высокоточной воспроизводимости;
увеличивается выход годной продукции в результате снижения загрязнения изделия частицами пыли;
роботы и другое автоматизированное оборудование вызывает значительно меньше повреждений в изделиях, чем люди;
повышается производительность труда, так как роботы могут быть настроены на оптимальное взаимодействие с остальным оборудованием в чистых помещениях;
многие операции роботы выполняют быстрее и эффективнее, чем люди, кроме того, они вызывают незначительную турбулентность воздуха, благодаря точно спланированным движениям.
В данной работе представлен проект автоматизированного устройства загрузки-выгрузки кремниевых пластин в реактор установки термокомпрессионного окисления “ТЕРМОКОМ-V”.
Установка термокомпрессионного окисления в парах воды предназначена для формирования толстых (больше 0.8 мкм) окислов на кремниевых пластинах скоростным методом гидротермального окисления при повышенном давлении реакционной среды. Применяется в производстве изделий электронной техники.
Рассмотрим подробнее процесс окисления в парах воды при повышенном давлении реакционной среды
1.4 Окисление при высоком давлении
Окисление кремния - физико-химический процесс применение которого необходимо в ходе всего технологического цикла изготовления современных интегральных схем
Технология окисления кремния под давлением выше 1 атм. (выше 0.1МПа) пользуется повышенным вниманием и находит применение в производстве ИС Данная технология позволяет наращивать окисные слои на кремнии при более низких температурах и более высоких скоростях, чем обычное термическое окисление при атмосферном окислении проводимое в диффузионных печах
Широко применяемая технология высокотемпературного (1000-1100С) окисления кремния ведет к возникновению несобственных дефектов упаковки у кремниевой поверхности при этом ухудшаются характеристики элементов ИС (большая утечка тока, шумы)
При термическом окислении имеются ограничения в получении локальных окисных областей; наблюдаются изменения чистоты профилей истощение примесей в межсоединениях и появление дислокаций нитрида в кремнии в процессе окисления
Преимуществом окисления кремния при высоком давлении является то что этот метод позволяет выращивать слои термического окисла при относительно низких температурах в течении времени сравнимого со временем необходимым для обычного высокотемпературного процесса при атмосферном давлении. В связи с этим можно свести к минимуму процесс перераспределения предварительно введенной в подложку примеси Использование технологии окисления при высоком давлении также обеспечивает более низкую рабочую температуру, что снижает зарождение дефектов у поверхности кремниевой подложки и получение слоев высокой плотности Проведение процесса при низкой температуре, кроме того, сводит к минимуму продольную диффузию что имеет особое значение в свете современной тенденции снижения размеров формируемых приборов
Данная технология позволяет применять слои Si3N4 в качестве маски для выборочного наращивания окисных слоев, а также позволяет получать диэлектрические изоляционные области в структурах “кремний на сапфире”. Напряжение пробоя промежуточной окисной пленки довольно велико по сравнению с напряжением пробоя пленки полученной путем обычного окисления во влажной среде при температуре 950С
Снижение температуры выращивания окисла (~на 150С) позволяет получать высокую плотность монтажа на кристалле при мелких глубинах залегания p-n-перехода и более высоких концентрациях примеси Технология окисления при высоком давлении успешно примененяется для получения толстой окисной пленки и для создании окисной изоляции толщиной 1.5 - 2мкм (технология OXJL) для БИС на МОП-транзисторах и для биполярных БИС
Еще одним преимуществом данной технологии является возможность получения промежуточного окисного слоя разделяющего первую и вторую поликремниевые пленки что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики и надежность элементов
Таким образом технология с применением высокого давления хорошо освоена в электронной промышленности
Процесс низкотемпературного окисления при высоком давлении возможно объединять с такими низкотемпературными процессами как ионная имплантация и лазерный отжиг
Преимущество установок окисления при высоком давлении по сравнению с диффузионной печью - это увеличение скорости окисления существенная экономия энергии и производственных площадей
В базовой конструкции загрузки-выгрузки кремниевых пластин производится оператором вручную, т.е. пластины в лодочке устанавливаются на кварцевый лоток и вдвигаются в реактор. Далее, оператор, с помощью крюка задвигает лодочку в центр реактора оставляет там лодочку с пластинами, а лоток выдвигается.
При таком способе загрузки-выгрузки имеются следующие негативные последствия:
от оператора вносятся загрязняющие частицы;
неизбежно образование дефектов пластин (сколов, трещин, царапин);
возможны ошибки оператора, так как нужно чтобы центр лодочки с пластинами находился точно в центре средней зоны нагревательного элемента реактора, а оператор может не соблюсти это условие; различные партии пластин, загружаемые в реактор находятся разное время в обработке, так как скорость загрузки - выгрузки вручную, практически, не воспроизводится, что в последствии дает разброс параметров (слоев) обработки пластин в партиях.
Все перечисленное выше снижает коэффициент выхода годной продукции.
В предлагаем здесь варианте конструкция установки “ТЕРМОКОМ-V” оснащена автоматизированным загрузчиком. Использование загрузчика значительно снижает образование дефектов пластин; ликвидирует образование загрязняющих частиц; исключает ошибки оператора и в конечном итоге повышается коэффициент выхода годной продукции.
1.5 Описание принципа действия и работы механизма
Автоматизированное устройство загрузки-выгрузки кварцевых лодочек с кремниевыми пластинами в реактор с целью термической обработки характеризуется двумя степенями подвижности:
линейное перемещение кареток с держателями в горизонтальной плоскости;
поворот кронштейнов кареток вокруг горизонтальной оси параллельно направлению предыдущему движению.
МЕХАНИЗМ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ состоит из кареток (поз.173), винта ходового (поз.18), валов (поз.49,50), винта ходового (поз.62),приводов Y2, Y4 (поз.14) и предназначен для загрузки-выгрузки лодочек с кварцевыми пластинами в реактор установки.
МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА состоит из приводов Y1, Y3 (поз.15), валов (поз.49,50 ), рычагов (поз.193,197), кронштейнов кареток (поз.24), поводков (поз.55,56).
Загрузка происходит в два этапа. При вращении ходового винта (поз.18) каретка (поз.173) совершает поступательное движение, при этом она скользит по валу (поз.50). В кронштейне каретки закреплен толкатель предварительной загрузки, который вводит лодочку с пластинами в начало реактора. Далее, при работе привода Y1 поводок (поз.55) совершает вращательное движение. При этом он передает это движение рычагу (поз.193), который жестко закреплен с валом (поз.50). Хотя каретка и скользит по валу, в валу есть паз, в который каретка тоже входит. При повороте вала кронштейны каретки поворачиваются, и толкатель предварительной загрузки опускается вниз. В тоже время сверху опускается толкатель технологической загрузки и захватывает лодочку с пластинами. Это - второй этап загрузки. Толкатель технологической загрузки вводит лодочку в реактор таким образом, чтобы середина лодочки находилась точно в центре средней зоны нагревательного элемента. Далее толкатель поднимается вверх на расстояние при котором он не заденет стенки реактора и выдвигается из реактора где он поднимается еще и возвращается в начальное положение. Принцип действия механизмов горизонтального перемещения и поворота на втором этапе тот же самый, что и на первом. То есть, при работе привода Y2 происходит вращение ходового винта (поз.62). При этом каретке (поз.173) передается поступательное движение. Каретка также скользит и по валу (поз.49). Это - механизм линейного перемещения. При работе привода Y3 происходит поворот поводка (поз.56) и рычага (поз.197). Рычаг жестко скреплен с валом. При повороте вала кронштейны кареток совершают угловые перемещения, в результате чего толкатель захватывает или же отпускает ушко лодочки. Это - механизм поворота.
Линейные перемещения кареток и угловые перемещения кронштейнов кареток устанавливаются магнитоуправляемыми датчиками.
Применение такой конструкции загрузчика, где загрузка-выгрузка производится в два этапа, позволяет снизить площадь под установку. Ведь известно, что производственные площади в чистых помещениях дорогие.
Использование автоматизированного загрузчика снижает образование дефектов пластин улучшает воспроизводимость процесса и является примером более рационального проведения технологического (производственного) процесса по термической обработке кремниевых пластин.
1.6 Расчет привода
Схема всего привода: 1,2,3,4 - цилиндрические прямозубые передачи редуктора; 5 - цилиндрическая открытая прямозубая передача; 6 - винтовая передача
Для расчета привода задаемся следующими условиями:
Cистема обеспечивает регулирование по номиналам скорости загрузки - выгрузки изделий в зоне реактора в диапазоне м/c Расчет ведем для наибольшей скорости загрузки так как при быстрой загрузке пластин в камеру они не успеют прогреться и из-за термических напряжений разрушатся
Сила сопротивления перемещения лодочки - Н.
Мощность на выходе привода:
Вт
1.6.1 Расчет передачи винт - гайка
Передача винт-гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное
Берем стандартный винт со следующими параметрами резьбы:
Шаг резьбы - S = 20 мм
Расчетный диаметр - dp = 14 мм
Параметры резьбы
Определим угол подъема резьбы по формуле:
Определяем нормальное усилие:
Н
где Fa - cила сопротивления перемещения лодочки, оно же осевое усилие в передаче
По формуле Герца-Беляева считаем фактическое контактное напряжение:
МПа
где Е - модуль упругости Е = 2105 МПа
и bw - характеристики геометрии подшипника гайки
Расчетные контактные напряжения на выносливость согласно табл 13 (для материала - сталь20Х):
МПа
где - базовый предел контактной выносливости;
- коэффициент безопасности, для неравномерной структуры (поверхностная закалка) =1.2.
HRC = 26 - твердость зубьев винта
Таким образом МПа - винт удовлетворяет нагрузкам системы
Частота вращения ходового винта :
об/мин
1.6.2 Выбор электродвигателя
Выберем электродвигатель для привода
Известно что в миниатюрных приводах КПД не высок
Задаемся = 40% и считаем мощность на выходе редуктора:
Вт
Выбираем электродвигатель - ЭД-5ТУ27-06-1/22-73.
Его параметры:
номинальный ток - не более 07 А,
номинальное напряжение - 12В,
частота вращения - не менее 3000 об/мин,
вращающий момент - 00098 Нм,
пусковой момент - 0024 Нм,
КПД - 42%.
Считаем мощность развиваемую электродвигателем:
Вт
Таким образом - электродвигатель способен привести привод в действие
1.6.3 Расчет открытой цилиндрической передачи
Для расчета открытой цилиндрической прямозубой передачи необходимо:
Момент на ведомом колесе:
H м
Угловая скорость ведомого колеса:
Передаточное отношение: =2.07
Выбираем материалы зубчатых колес в соответствии с рекомендациями §1.1 (“Проектирование миниатюрных высоконагруженных зубчатых и червячных передач” под ред ВЗГребенкина): - для шестерни - сталь 40X улучшенную, твердостью HB=270, для колеса - сталь 40X улучшенную, твердостью HB=260.
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса по формуле (1.1) и табл. 1.3:
для шестерни:
Mпа,
Mпа;
где - базовый предел контактной выносливости;
- коэффициент безопасности, для равномерной структуры (улучшение) =1.1.
для колеса:
Mпа,
Mпа;
В качестве расчетного допускаемого напряжения принимаем меньшее из двух, т.е. - =536 Mпа.
Допускаемые напряжения изгиба по формуле (1.3) и табл.1.4:
для шестерни: Mпа;
=260+ HB= 260+270=530 МПа;
для колеса: Mпа;
=260+ HB= 260+260=520 МПа;
где - базовый предел выносливости зубьев по излому (в зависимости от материала и термообработки);
- коэффициент безопасности;
- коэффициент, учитывающий влияние реверсивности приложения нагрузки;
Межосевое расстояние передачи по формуле:
а мм
для стальных прямозубых колес, нарезанных стандартным инструментом =495 МПа;
- коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно межосевого расстояния. По табл. 1.8 определяем 0.2
коэффициент ,с учетом фомулы и согласно табл. 1.
Тогда, а мм;
округляем, а=18 мм.
Назначаем модуль передачи: m=0.5, согласно табл.1.9.
Определяем суммарное число зубьев колес:
;
где - уголнаклона зубьев, для прямозубой передачи =0.
Число зубьев шестерни и колеса :
принимаем =23;
Уточняем передаточное число:
.
Погрешность передаточного числа:
не превышает 4%, что допустимо.
Определяем диаметры делительных окружностей:
шестерни: мм
колеса: мм.
Уточняем межосевое расстояние:
мм
Определяем расчетную ширину колес:
мм
по принимаем 4 мм.
Усилия в зацеплении
окружное:
H
радиальное:
H
осевое:
H
где =20 - угол зацепления.
Определим окружную скорость:
м/c
Согласно §1.1 и табл.1.1 назначаем 9-ую степень точности.
Коэффициенты расчетной нагрузки и по табл.1.6 и табл.1.7:
; ; ; ;
;
;
;
;
Фактическое контактное напряжение:
МПа
Здесь - коэффициент, зависящий от формы сопряженных поверхностей зубьев; для передач, составленных из нулевых колес ;
- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес; для стальных колес =275 МПа;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; для прямозубых передач =1.
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; для прямозубых передач =1.
Таким образом МПа
Выполним проверочный расчет зубьев по напряжениям изгиба. По табл.1.10 в зависимости от
и
определяем
и
Вычисляем отношения
;;
Расчет ведем по материалу шестерни, т.к.
.
Считаем:
МПа;
где - коэффициент формы зуба;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, для прямозубых передач =1;
- коэффициент, зависящий от угла наклона зубьев,
;
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых передач =1.
Таким образом
=218.23 МПа.
Окончательные размеры зубчатых колес:
Делительные диаметры: мм
мм
Диаметры вершин зубьев:
шестерни - мм
колеса - мм
Диаметры впадин зубьев:
шестерни мм
колеса мм
Ширина венцов:
Шестерни мм
колеса мм
Здесь - коэффициент высоты головки зуба, принимаемый по ГОСТ 9587-81 равным 1, - коэффициент радиального зазора, принимаемый по ГОСТ 9587-81 для мм =0.35.
КПД открытой цилиндрической передачи:
или 90%
где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на КПД;
- коэффициент перекрытия, =1.5;
- коэффициент трения, =0.6.
1.6.4 Расчет передач редуктора
Берем унифицированный редуктор и проверяем его передачи на контактную прочность и напряжения изгиба в соответствии с нашими нагрузками.
Редуктор состоит из 4-х цилиндрических прямозубых передач.
Основные параметры передач редуктора
|
Число зубьев |
Модуль передачи |
Передаточное число Межосевое расстояние |
|
|
=9 =51 |
=0.4 |
=5.67 =12 мм |
|
|
=18 =48 |
=0.4 |
=2.67 =13.2 мм |
|
|
=18 =45 |
=0.4 |
=2.5 =12.6 мм |
|
|
=17 =35 |
=0.5 |
=2.05 =13 мм |
Считаем для передачи
Параметры передачи необходимые для расчета:
Число зубьев: шестерни -=17, колеса -=35.
Передаточное число =2.05.
Межосевое расстояние =13 мм.
Модуль передачи =0.5.
Момент на ведомом колесе:
H м
Где - КПД 1-й пары подшипников качения,
- передаточное число открытой цилиндрической передачи,
- КПД открытой цилиндрической передачи
материалы зубчатых колес:
шестерни - сталь 40X (улучшение), твердостью HB=270,
колеса - сталь 40X (улучшение), твердостью HB=260.
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса по формуле (7.7) и табл. 7.3.
для шестерни:
MПа,
MПа;
где - базовый предел контактной выносливости;
- коэффициент безопасности, для равномерной структуры (улучшение) =1.1.
для колеса:
MПа,
MПа;
В качестве расчетного допускаемого напряжения принимаем меньшее из двух, т.е. - =536 Mпа.
Допускаемые напряжения изгиба по формуле (7.3) и табл.7.4:
для шестерни: Mпа;
=260+ HB= 260+270=530 МПа;
для колеса: Mпа;
=260+ HB= 260+260=520 МПа;
где - базовый предел выносливости зубьев по излому (в зависимости от материала и термообработки);
- коэффициент безопасности;
- коэффициент, учитывающий влияние реверсивности приложения нагрузки;
Определяем диаметры делительных окружностей:
шестерни: мм
колеса: мм.
Окружное усилие в зацеплении:
H
Считаем - коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно межосевого расстояния. По табл. 1.8 определяем 0.25 и определяем расчетную ширину колес:
мм
по принимаем 4 мм.
Фактическое контактное напряжение:
МПа
Здесь - коэффициент, зависящий от формы сопряженных поверхностей зубьев; для передач, составленных из нулевых колес ;
- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес; для стальных колес =275 МПа;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; для прямозубых передач =1.
- коэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются из табл.1.6, табл.1.7 и формулы (1.6)
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; для прямозубых передач =1.
Таким образом МПа
Выполним проверочный расчет зубьев по напряжениям изгиба. По табл.1.10 в зависимости от
и
определяем
и
Вычисляем отношения
;;
Расчет ведем по материалу шестерни, т.к.
.
Считаем:
МПа;
где - коэффициент формы зуба;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, для прямозубых передач =1;
- коэффициент, зависящий от угла наклона зубьев,
;
- коэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются табл.1.6, табл.1.7 и формулой.
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых передач =1.
Таким образом
=218.23 МПа.
КПД цилиндрической передачи:
или 86%
где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на КПД;
- коэффициент перекрытия, =1.5;
- коэффициент трения, =0.6.
Считаем для передачи
Параметры передачи необходимые для расчета:
Число зубьев: шестерни -=18, колеса -=45.
Передаточное число =2.5.
Межосевое расстояние =12.6 мм.
Модуль передачи =0.4.
Момент на ведомом колесе:
H м
Где - КПД 1-й пары подшипников качения,
- число пар подшипников,
- передаточное число открытой цилиндрической передачи,
- КПД открытой цилиндрической передачи.
материалы зубчатых колес:
шестерни - сталь 40X (улучшение), твердостью HB=270,
колеса - сталь 40X (улучшение), твердостью HB=260.
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса по формуле (7.7) и табл. 7.3.
для шестерни:
MПа,
MПа;
где - базовый предел контактной выносливости;
- коэффициент безопасности, для равномерной структуры (улучшение) =1.1.
для колеса:
MПа, MПа;
В качестве расчетного допускаемого напряжения принимаем меньшее из двух, т.е. - =536 MПа.
Допускаемые напряжения изгиба по формуле (7.3) и табл.7.4:
для шестерни: MПа;
=260+ HB= 260+270=530 МПа;
для колеса: MПа;
=260+ HB= 260+260=520 МПа;
где - базовый предел выносливости зубьев по излому (в зависимости от материала и термообработки);
- коэффициент безопасности;
- коэффициент, учитывающий влияние реверсивности приложения нагрузки;
Определяем диаметры делительных окружностей:
шестерни: мм
колеса: мм.
Окружное усилие в зацеплении:
H
Считаем - коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно межосевого расстояния. По табл. 1.8 определяем 0.3 и определяем расчетную ширину колес:
мм
по принимаем 4 мм.
Фактическое контактное напряжение:
Мпа
Здесь - коэффициент, зависящий от формы сопряженных поверхностей зубьев; для передач, составленных из нулевых колес
;
- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес; для стальных колес =275 МПа;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; для прямозубых передач =1.
- коэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются из табл.1.6, табл.1.7 и формулой (1.6)
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; для прямозубых передач =1.
Таким образом МПа
Выполним проверочный расчет зубьев по напряжениям изгиба. По табл.1.10 в зависимости от
и
определяем
и
Вычисляем отношения
;;
Расчет ведем по материалу шестерни, т.к.
.
Считаем:
МПа;
где - коэффициент формы зуба;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, для прямозубых передач =1;
- коэффициент, зависящий от угла наклона зубьев,
;
- коэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются табл.1.6, табл.1.7 и формулой (1.6)
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых передач =1.
Таким образом
=218.23 МПа.
КПД цилиндрической передачи:
или 85%
где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на КПД;
- коэффициент перекрытия, =1.5;
- коэффициент трения, =0.6.
Считаем для передачи
Параметры передачи необходимые для расчета:
Число зубьев: шестерни -=18, колеса -=48.
Передаточное число =2.67.
Межосевое расстояние =13.2 мм.
Модуль передачи =0.4.
Момент на ведомом колесе:
H м
Где - КПД 1-й пары подшипников качения,
- число пар подшипников,
- передаточное число открытой цилиндрической передачи,
- КПД открытой цилиндрической передачи.
материалы зубчатых колес:
шестерни - сталь 40X (улучшение), твердостью HB3=270,
колеса - сталь 40X (улучшение), твердостью HB4=260.
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса по формуле (7.7) и табл. 7.3.
для шестерни:
MПа,
MПа;
где - базовый предел контактной выносливости;
- коэффициент безопасности, для равномерной структуры (улучшение) =1.1.
для колеса:
MПа,
MПа;
В качестве расчетного допускаемого напряжения принимаем меньшее из двух, т.е. - =536 MПа.
Допускаемые напряжения изгиба по формуле (7.3) и табл.7.4:
для шестерни: MПа;
=260+ HB3= 260+270=530 МПа;
для колеса: MПа;
=260+ HB4= 260+260=520 МПа;
где - базовый предел выносливости зубьев по излому (в зависимости от материала и термообработки);
- коэффициент безопасности;
- коэффициент, учитывающий влияние реверсивности приложения нагрузки;
Определяем диаметры делительных окружностей:
шестерни: мм
колеса: мм.
Окружное усилие в зацеплении:
H
Считаем - коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно межосевого расстояния. По табл. 1.8 определяем 0.3 и определяем расчетную ширину колес:
мм
по принимаем 4 мм.
Фактическое контактное напряжение:
МПа
Здесь - коэффициент, зависящий от формы сопряженных поверхностей зубьев; для передач, составленных из нулевых колес ;
- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес; для стальных колес =275 МПа;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; для прямозубых передач =1.
- коэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются из табл.1.6, табл.1.7 и формулой (1.6)
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; для прямозубых передач =1.
Таким образом МПа
Выполним проверочный расчет зубьев по напряжениям изгиба. По табл.1.10 в зависимости от
и
определяем
и
Вычисляем отношения
;;
Расчет ведем по материалу шестерни, т.к.
.
Считаем:
МПа;
где - коэффициент формы зуба;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, для прямозубых передач =1;
- коэффициент, зависящий от угла наклона зубьев,
;
- коэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются табл.1.6, табл.1.7 и формулой (1.6)
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых передач =1.
Таким образом
=218.23 МПа.
КПД цилиндрической передачи:
или 60%
где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние нагрузки на КПД;
- коэффициент перекрытия, =1.5;
- коэффициент трения, =0.6.
Считаем для передачи
Параметры передачи необходимые для расчета:
Число зубьев: шестерни -=9, колеса -=51.
Передаточное число =5.67.
Межосевое расстояние =12 мм.
Модуль передачи =0.4.
Момент на ведомом колесе:
H м
Где - КПД 1-й пары подшипников качения,
- число пар подшипников,
- передаточное число открытой цилиндрической передачи,
- КПД открытой цилиндрической передачи.
материалы зубчатых колес:
шестерни - сталь 40X (улучшение), твердостью HB1=270,
колеса - сталь 40X (улучшение), твердостью HB2=260.
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса по формуле (7.7) и табл. 7.3.
для шестерни:
MПа,
MПа;
где - базовый предел контактной выносливости;
- коэффициент безопасности, для равномерной структуры (улучшение) =1.1.
для колеса:
MПа,
MПа;
В качестве расчетного допускаемого напряжения принимаем меньшее из двух, т.е. - =536 MПа.
Допускаемые напряжения изгиба по формуле (7.3) и табл.7.4:
для шестерни: MПа;
=260+ HB1= 260+270=530 МПа;
для колеса: MПа;
=260+ HB2= 260+260=520 МПа;
где - базовый предел выносливости зубьев по излому (в зависимости от материала и термообработки);
- коэффициент безопасности;
- коэффициент, учитывающий влияние реверсивности приложения нагрузки;
Определяем диаметры делительных окружностей:
шестерни: мм
колеса: мм.
Окружное усилие в зацеплении:
H
Считаем - коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно межосевого расстояния. По табл. 1.8 определяем 0.25 и определяем расчетную ширину колес:
мм
по принимаем 3 мм.
Фактическое контактное напряжение:
МПа
Здесь - коэффициент, зависящий от формы сопряженных поверхностей зубьев; для передач, составленных из нулевых колес ;
- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес; для стальных колес =275 МПа;
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; для прямозубых передач =1.
- скоэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются из табл.1.6, табл.1.7 и формулой (1.6)
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; для прямозубых передач =1.
Таким образом МПа
Выполним проверочный расчет зубьев по напряжениям изгиба. По табл.1.10 в зависимости от
и
определяем
и
Вычисляем отношения
;;
Расчет ведем по материалу шестерни, т.к.
.
Считаем:
МПа;
где - коэффициент формы зуба;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, для прямозубых передач =1;
- коэффициент, зависящий от угла наклона зубьев,
;
- коэффициент расчетной нагрузки;
- коэффициент концентрации нагрузки по ширине зубчатого венца, - коэффициент динамичности нагрузки; определяются табл.1.6, табл.1.7 и формулой (1.6)
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых передач =1.
Таким образом
=218.23 МПа.
2. Технологический процесс изготовления корпуса редуктора
2.1 Введение
Целью данной работы является разработка наиболее оптимального, экономичного технологического процесса изготовления детали типа корпус.
Для этого необходимо выбрать наиболее приемлемый метод получения заготовки. В этом разделе производится сравнение возможных методов получения заготовки для изготовления заданной детали.
После этого разрабатывается возможный вариант технологического маршрута обработки. Целью этого этапа является разработка технологических операций. Для каждой операции необходимо назначить модель оборудования, базы, тип приспособления и режущего инструмента. Здесь же с помощью нормативов и справочников назначаются припуски на обработку.
Затем необходимо разработать технологические эскизы по операциям и произвести расчет режимов резания и норм времени.
2.2 Обоснование выбора метода получения заготовки
Правильно выбрать заготовку - это значит определить рациональный метод ее получения и установить припуск на механическую обработку каждой из обрабатываемых поверхностей. Результатом этого этапа является разработка эскиза заготовки, на котором проставляются размеры заготовки и допуски на них, а также технические условия на выполнение заготовки.
Выбор технологического процесса получения заготовки и метода ее формирования определяется следующими факторами:
технологическими свойствами материала, а также структурными изменениями материала при использовании того или иного способа изготовления заготовки;
конструктивными факторами и размерами детали;
требуемой точностью выполнения заготовки и качеством ее поверхности;
программой выпуска.
Для данной детали целесообразно получать заготовки из сортового проката или же из поковок. Сплав, применяемый для изготовления корпуса - Д16 - не позволяет применить литье в песчаную форму, наиболее распространенный и удобный способ.
Для выбора одного из двух типов заготовок произведем расчет стоимости заготовки. При использовании в качестве заготовки горячекатаного прутка припуск на наружный диаметр составляет 4мм, то есть диаметр заготовки для нашей детали
Дзаг.=54 мм
При отрезке прутка отрезным резцом на токарном станке припуск по длине должен составлять 4мм, то есть длина заготовки будет равна
L=60.5 мм
Таким образом, масса заготовки из горячекатаного прутка составит:
Мзаг.1===0.347 кг
где - плотность алюминия.
Эскиз заготовки, получаемой ковкой, с учетом припусков будет выглядеть так, как на рис.
Эскиз заготовки.
Масса этой заготовки:
Мзаг.2=кг.
Теперь можно определить стоимость заготовок. Для детали изготовленной из проката, затраты на заготовку определяются по ее массе и массе сдаваемой стружки:
Sзаг.1=
где S - цена 1 тонны материала заготовки; S=1205 руб.;
m - масса готовой детали, кг; m=0.07 кг;
Sотх. - цена 1 тонны отходов, руб. Sотх.=278 руб.
Sзаг. 1==0.341 руб.
Стоимость заготовки, получаемой ковкой, определяется следующим образом:
Sзаг.2=,
где С - базовая стоимость 1 тонны заготовок, С=1500 руб.
KT, KC, KB, KM, KП - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства.
Выбирая все составляющие из справочника, получаем:
Экономический эффект при сопоставлении способов получения может быть рассчитан по формуле:
Ээ=(Sзаг.2-Sзаг.1),
где N - годовая программа, шт.
Ээ= руб.
В результате расчетов приходим к выводу, что наиболее целесообразным и экономичным является получение заготовок из горячекатаного прутка. Экономический эффект при использовании такой заготовки, по - сравнению с поковкой, составляет 11790 руб.
Составляем маршрут обработки заготовки (см приложение “маршрутные карты”)
2.3 Расчет режимов резания
При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал и состояние заготовки, тип с состояние оборудования
Элементы режима резания обычно устанавливают в порядке указанном ниже:
глубина резания t, мм: при черновой (предварительной) обработке назначают по возможности максимальную t, равную всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке - в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.
подача S, мм/об: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластины и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.
скорость резания V, м/мин: рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки, которые имеют общий вид:
Vтб=, (1)
где значения коэффициента С и показателей степени m, x, y, содержащихся в этой формуле, так же как и периода стойкости Т инструмента, применяемого для данного вида обработки приведены в таблицах для каждого вида обработки. Вычисленная с использованием табличных данных скорость резания Vтб, учитывает конкретные значения глубины резания t, подачи S, и стойкости Т и действительна при определенных табличных значениях ряда других факторов. Поэтому для получения действительного значения скорости резания V с учетом конкретных значений упомянутых факторов вводится поправочный коэффициент Кv. Тогда действительная скорость резания
V=, (2)
где Кv - произведение ряда коэффициентов, важнейшими из них, общими для различных видов обработки, является:
Кмv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
Knv - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовок;
Кuv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента;
стойкость Т - период работы инструмента до затупления, приводимый для различных видов обработки, соответствует условиям одноинструментной обработки.
Выполнение расчетов
Операция 20. Токарная с РТК.
Переход 2. Сверлить отв.20 на глубину 325 мм
Станок: 16K20T1
Инструмент: Сверло спиральное Р18 20 ГОСТ 4010-77
Глубина резания при сплошном сверлении определяется как
t=D/2=20/2=10 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.86 мм/об.
Скорость резания при сверлении определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки сверла.
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 40.7
q= 0.25
y = 0.4
m = 0.125
T = 60 мин. - среднее значение стойкости.
Общий поправочный коэффициент kv = kмv knv klv = 0.8 0.91 = 0.72
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
,
где D=20 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 500 об/мин
Переход 3. Сверлить отв.6 на глубину 38 мм
Инструмент: Сверло спиральное Р18 6 ГОСТ 4010-77
Глубина резания при сплошном сверлении определяется как
t=D/2=6/2=3 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.33 мм/об.
Скорость резания при сверлении определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки сверла.
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 36.3
q= 0.25
y = 0.55
m = 0.125
T = 35 мин. - среднее значение стойкости.
Общий поправочный коэффициент kv = kмv knv klv = 0.8 0.90.7 = 0.5
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
при D=6 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 1600 об/мин
Переход 4. Подрезать торец в р-р 59.5 мм вм р-ра 56.5h11.
Инструмент: Резец токарный подрезной 2112-0033 ГОСТ 188871-73
Глубина резания при точении, как правило, определяется припуском на обработку.
t=4 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.7 мм/об.
Скорость резания при наружном продольном и поперечном точении и растачивании определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки инструмента
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 328
x = 0.12
m = 0.23
y = 0.5
T = 60 мин. - среднее значение стойкости.
При точении значение поправочного коэффициента Кv будет определяться по следующей формуле:
KV = KMVKnV KUVKVK1VKrVKqv ,
где KV, K1V, KrV, Kqv коэффициенты,учитывающие влияние геометрии режущей части резцов.
Для сплава Д16:
KMV = 0.8
KnV = 0.9
KUV = 1
KV = 1
K1V = 0.97
KrV = 1
KqV = 0.93
KV = 0.80.9110.9710.93 = 0.65
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
,
где D=55 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 400 об/мин
Переход 8. Расточить отв. 445+05 вм 46H8 на глуб. 201
Инструмент: Резец токарный расточной 2141-002 ГОСТ 188872-73
Глубина резания при точении, как правило, определяется припуском на обработку.
t=125 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.5мм/об.
Скорость резания при наружном продольном и поперечном точении и растачивании определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки инструмента
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 328
x = 0.12
m = 0.23
y = 0.5
T = 60 мин. - среднее значение стойкости.
Для сплава Д16:
KMV = 0.8
KnV = 0.9
KUV = 27
KV = 1
K1V = 0.94
KrV = 094
KqV = 0.97
KV = 0.80.92.710.9410.94 = 1.7
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
,
где D=48 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 1250 об/мин
Операция 25: Токарная с РТК.
Станок: CT-161.
Переход 2 : Сверлить отв25 на глуб. 21 мм.(размер от вершины инструмента)
Инструмент: Сверло спиральное Р18 ГОСТ 4010-77
Глубина резания при сплошном сверлении определяется как
t=D/2=25/2=12.5 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.96 мм/об.
Скорость резания при сверлении определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки сверла.
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 40.7
q= 0.25
y = 0.4
m = 0.125
T = 75 мин. - среднее значение стойкости.
Общий поправочный коэффициент kv = kмv knv klv = 0.8 0.91 = 0.72
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
при D= 25 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 400 об/мин
Операция 55: Координатно-расточная.
Станок: 2М165.
Переход 1: Сверлить 3 отв5
Инструмент: Сверло спиральное Р18 ГОСТ 4010-77
Глубина резания при сплошном сверлении определяется как
t=D/2=5/2=2.5 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.3 мм/об.
Скорость резания при сверлении определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки сверла.
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 40.7
q= 0.25
y = 0.4
m = 0.125
T = 20 мин. - среднее значение стойкости.
Общий поправочный коэффициент kv = kмv knv klv = 0.8 0.91 = 0.72
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
при D= 5 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 2000 об/мин
Переход 2 : Сверлить 3 отв7
Инструмент: Сверло спиральное Р18 ГОСТ 4010-77
Глубина резания при сплошном сверлении определяется как
t=D/2=7/2=3.5 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.45 мм/об.
Скорость резания при сверлении определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки сверла.
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 40.7
q= 0.25
y = 0.4
m = 0.125
T = 35 мин. - среднее значение стойкости.
Общий поправочный коэффициент kv = kмv knv klv = 0.8 0.91 = 0.72
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
при D= 7 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 1600 об/мин
Переход 3: Расточить 3 отв. 5 согл. черт.
Инструмент: Резец токарный расточной ВК8 ГОСТ 188062-72
Глубина резания при точении, как правило, определяется припуском на обработку.
t=05 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.15мм/об.
Скорость резания при наружном продольном и поперечном точении и растачивании определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки инструмента
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 485
x = 0.12
m = 0.23
y = 0.25
T = 60 мин. - среднее значение стойкости.
Для сплава Д16:
KMV = 0.8
KnV = 0.9
KUV = 27
KV = 0.9
K1V = 1
KrV = 102
KqV = 1.04
KV = 0.80.92.70.91.021.04 = 1.1
Таким образом, скорость резания:
V= м/мин.,
По найденному значению скорости рассчитываем значение частоты вращения шпинделя:
,
где D=24 мм
об/мин.
В таблицах “Технические характеристики металлорежущих станков” выбираем частоту вращения шпинделя, обеспечиваемую кинематикой станка.
= 1600 об/мин
Операция: 70.
Переход 2: Сверлить 3 отв2.74+0.04
Инструмент: Сверло спиральное 2.74 ирц-1764
Глубина резания при сплошном сверлении определяется как
t=D/2=274/2=1.37 мм
Рекомендуемое значение подачи выбираем из таблицы:
S=0.30 мм/об.
Скорость резания при сверлении определяется по формуле:
V=,
Где k3=0.85 - коэффициент, учитывающий качество заточки сверла.
Значение коэффициента С и показателей степени в формуле скорости резания определяем из таблицы:
C = 40.7
q= 0.25
y = 0.4
m = 0.125
T = 20 мин. - среднее значение стойкости.
Общий поправочный коэффициент kv = kмv knv klv = 0.8 0.91 = 0.72
...Подобные документы
Проектирование механизма загрузки и выгрузки заготовок. Обоснование выбора конструкции. Разработка конструкции индуктора. Расчет водоохлаждения и конденсаторной батареи. Выбор комплектной трансформаторной подстанции. Расчет искусственного освещения цеха.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 07.10.2015Задачи модернизации токарного автомата, доработка его основных узлов. Разработка конструкции автоматической загрузки и выгрузки колец. Кинематическая схема привода. Назначение автооператора, описание его функций. Конструирование режущего инструмента.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 20.03.2017Выбор электродвигателя, кинематический расчет привода механизма загрузки термических печей. Расчет открытой цилиндрической прямозубой передачи. Определение сил, действующих на валы редуктора. Выбор допускаемых напряжений на кручение. Расчет подшипников.
курсовая работа [573,8 K], добавлен 07.02.2016Разработка гидропривода автоматического устройства для загрузки-выгрузки колец подшипников на кольцераскатный автомат. Проект компоновки расположения основных узлов, входящих в узел раскатки, таких как раскатник, опорный ролик, промежуточная опора.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 20.03.2017Назначение и конструкция шестерни. Выбор станочных приспособлений и режущего инструмента. Анализ технологичности конструкции детали. Экономическое обоснование выбора заготовки. Описание конструкции, принципа работы и расчет станочного приспособления.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.03.2012Описание конструкции теплообменной установки и обоснование его выбора. Технологический расчет выбранной конструкции аппарата. Механический расчет его элементов. Расчет теплового потока и расхода хладоагента. Гидравлический расчет контактных устройств.
курсовая работа [790,0 K], добавлен 21.03.2010Основные элементарные стадии процесса экструзии при переработке пластмасс, их характеристика. Расчет распределения температур по длине зоны загрузки и по высоте канала, распределение давления по длине зоны загрузки при прохождении полимером зоны загрузки.
лабораторная работа [216,8 K], добавлен 04.06.2009Характеристика технического описания конструкции скамьи. Анализ выбора оборудования, разработка технологической карты, и схемы технологического процесса. Расчёт количества необходимого оснащения и коэффициент его загрузки. Спецификация деталей изделия.
курсовая работа [736,3 K], добавлен 28.01.2014Описание технологического цикла "прямого" и "двухстадийного" получения стали. Классификация и принцип действия электрических дуговых сталеплавильных печей. Анализ способа загрузки и конструктивных особенностей ДГП. Расчет механизма подъема свода печи.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 10.12.2013Описание устройства и принципа действия установки для резки проволоки, ее расчет на прочность, выбор привода и валов, исследование напряженно-деформируемого состояния. Разработка технологии изготовления приводного вала, расчет и обоснование затрат.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 09.12.2016Классификация складов. Технологическая схема загрузки бункеров скребковым транспортером, направления ее автоматизации. Расчет измерительных схем автоматических электронных потенциометра и сужающего устройства расходомера по переменному перепаду давления.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 25.10.2009Технологія виготовлення планарного діода: вхідний контроль, підготовка напівпровідникових пластин, епітаксія, окислювання кремнієвих пластин, фотолітографія, металізація. Скрайбування та розламування пластин на кристали. Розрахунок дифузійного процесу.
курсовая работа [696,4 K], добавлен 10.11.2013Рассмотрены методы шлифовки, которые разделяют по виду используемого абразива на обработку свободным и связанным абразивом, по конструкции станка и характеру удаления припуска – на одностороннюю и двустороннюю. Полировка полупроводниковых пластин.
реферат [90,4 K], добавлен 19.01.2009Разработка технологического процесса детали шестерня. Анализ работы привода наматывающего устройства. Требования к исходной заготовке. Расчеты проектирования привода. Описание конструкции, назначение и принцип действия агрегата. Выбор электродвигателя.
дипломная работа [558,2 K], добавлен 09.12.2016Проблема осуществления загрузки печей листопрокатного цеха горячими слябами, не дожидаясь их остывания. Проект замены механического привода подъема стола на гидравлический в ходе реконструкции. Энергокинематический расчет и подбор редуктора привода.
дипломная работа [498,7 K], добавлен 09.11.2016Разработка привода ленточного конвейера и гидропривода секторного затвора узла загрузки удобрений. Определение частоты вращения приводного барабана и расчет его вала. Крутящий момент на выходном валу редуктора. Техпроцесс изготовления детали фланец.
дипломная работа [428,5 K], добавлен 20.03.2017Схема непрерывно действующей ректификационной установки. Описание конструкции аппарата, обоснование выбора. Определение теплофизических свойств теплоносителей, расчет средней скорости и критериев Рейнольдса. Гидравлический расчет установки для разделения.
контрольная работа [2,5 M], добавлен 09.12.2014Автоматизация как одно из направлений научно-технического прогресса, анализ основных преимуществ. Анализ способов автоматизации технологического процесса обработки детали в плане загрузки и разгрузки на станке, общая характеристика особенностей.
дипломная работа [4,7 M], добавлен 24.06.2013Описание конструкции червячного редуктора и привода. Автоматизированный инженерный анализ детали "Колесо зубчатое" методом конечных элементов. Технологический контроль и анализ чертежа детали. Расчет режимов резания при токарной и фрезерной обработке.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 27.10.2017Разработка автоматического транспортно-загрузочного устройства для фрезерной обработки. Анализ конструкции заготовки на предмет автоматической транспортировки и загрузки. Технологическое нормирование режимов и времени обработки. Выбор механизма захвата.
курсовая работа [726,4 K], добавлен 12.03.2013
