Конструкция зубчатого колеса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Объектом курсовой работы является деталь «Колесо зубчатое» (чертеж № 5199-16-4). Разработан маршрутный техпроцесс обработки детали и операционная технология на две операции. Выполнен анализ конструкции детали на технологичность, определены условия серийности производства, назначены оптимальные способы получения заготовки. Рассчитаны припуска и операционные размеры. Разработаны карты наладок станков, рассчитаны режимы резания и нормы времени на две операции. Разработаны требования охраны труда и экологии при обработке данной детали.

Колесо зубчатое, заготовка, припуск, режимы резания, нормирование, охрана труда



Содержание

деталь производство технологический заготовка серийный

Введение

1. Изучение конструкции и служебного назначения детали

2. Анализ конструкции детали на технологичность

3. Технологические особенности серийного производства

4. Выбор вида и способа получения заготовки

5. Определение припуска на одну наиболее точную поверхность расчетно-аналитическим методом и по ГОСТу, определение коэффициента ужесточения припуска

6. Расчет режимов резания на две операции

7. Техническое нормирование операций

8. Разработка требований охраны труда и экологии

Выводы

Перечень ссылок



Введение

В наше время машиностроение служит основой экономики любой страны и играет решающую роль в создании материально-технической базы хозяйства. В современных условиях ему принадлежит исключительно важная роль в ускорении научно-технического прогресса. Выпуская средства производства для разных отраслей народного хозяйства, машиностроение обеспечивает комплексную механизацию и автоматизацию производства.

После развала СССР украинское машиностроение прошло вместе с экономикой страны через все этапы кризиса, через все проводившиеся над промышленностью рыночные эксперименты. Главная причина кризиса данной отрасли в странах СНГ - разрыв единого машиностроительного комплекса бывшего СССР. Его дробление способствовало тому, что машиностроение было существенно потеснено крупными зарубежными корпорациями как на внутреннем, так и на внешних рынках, особенно в наукоемком секторе.

Постепенно оживать отечественное машиностроение начало лишь в конце 90-х - начале 2000-х годов.

На сегодняшний день многоотраслевой машиностроительный комплекс - мощный сектор промышленности Украины, объединяющий более 11 тыс. предприятий. Доля машиностроительной отрасли в украинской промышленности превышает 15%, в ВВП составляет около 12%. В машиностроении сосредоточено свыше 15% стоимости основных средств, почти 6% оборотных активов отечественной промышленности и более 22% общего количества наемных работников.

Машиностроительный комплекс Украины охватывает свыше 20 специализированных отраслей, то есть практически все отрасли машиностроения.

Металлургическое машиностроение, где работают наши флагманы -- НКМЗ, завод имени Фрунзе, «Азовмаш» и другие предприятия -- чувствует себя более-менее нормально и главным образом решает свои проблемы за счет спроса на внешнем рынке. К сожалению, отечественные машиностроители хотя и могут сегодня, действительно, на 80-85 % удовлетворить потребности отечественных предприятий металлургического комплекса и по качеству, и по объемам продукции, но не имеют возможностей конкурировать с иностранцами на финансовом поле.

Имеющийся технологический потенциал ряда предприятий вполне достаточен для успешной работы. Украинские машзаводы сейчас избирают путь специализации на изготовлении определенных видов оборудования. И в этих отдельных нишах наше тяжелое машиностроение может составить эффективную конкуренцию иностранцам как по цене, так и по качеству. В первую очередь, это относится к традиционным видам сменного и требующего периодической замены оборудования и агрегатов. Собственно, это традиционные виды продукции, и здесь наши машиностроители вполне конкурентоспособны. Кроме того, многие отечественные производители действуют на условиях субподряда у иностранных компаний. Ведущие европейские производители охотно размещают заказы на изготовление определенного оборудования (как правило энерго- и трудоемкого) на украинских машпредприятиях.

Что касается дальнейших перспектив тяжелого машиностроения, то они достаточно туманны. Для изменения ситуации украинским предприятиям необходимо провести коренную реконструкцию своих производственных мощностей. Это позволит выпускать высокотехнологические изделия и в несколько раз увеличить собственную производительность труда при их изготовлении.

По сути, единственный украинский производитель, который на сегодняшний день в состоянии выполнять крупные заказы и на равных конкурировать с иностранными фирмами, - Новокраматорский машиностроительный завод (НКМЗ). За последнее время он выполнил реконструкцию конвертерного цеха Енакиевского метзавода и двух МНЛЗ на комбинате “Азовсталь”. Кроме того, НКМЗ изготовил новую МНЛЗ для Новолипецкого меткомбината (РФ) и недавно выиграл тендер на поставку оборудования для модернизации стана "2500" горячей прокатки Магнитогорского меткомбината.

Быстрое развитие машиностроительного производства настоятельно требует научного разрешения вопросов, связанных с изготовлением машин.

В конструкцию большинства станков, машин, установок, приборов входят зубчатые передачи, которые в значительно степени определяют массу, габариты, качество и надежность работы этих изделий.

Эксплуатационные характеристики зубчатых передач - повышение быстроходности машин, уменьшение шума зубчатых передач и другие - напрямую зависят от принятой технологии изготовления зубчатых колес. Это и определяет основные задачи при проектировании технологического процесса изготовления зубчатого колеса.

Производство зубчатых колес является одной из приоритетных задач современного машиностроения, поскольку данный вид передач получил наибольшее распространение в приводных механизмах ввиду их преимуществ по сравнению с остальными видами силовых передач. При этом требования к точности геометрии зубчатых колес, качеству работы в жестких условиях эксплуатации, непрерывно возрастают, требуя использования для повышения качества зубчатых колес на основе известных методов основанных на механической обработке лезвийным или абразивным инструментом.

Данные направления ставят в основу получение изделия заданного качества, и основной задачей ставят снижение себестоимости изготовления зубчатых колес.

Данная проблема в некоторой степени решается за счет использования нового класса технологий, которые связывают технологический процесс с особенностями эксплуатации изготавливаемых изделий. К ним относятся функционально-ориентированные технологии, представляющие собой класс технологий, которые основаны на полной адаптации изделия к особенностям его эксплуатации в машине или технологической системе, в процессе изготовления данного изделия.

При проектировании техпроцесса обработки детали «зубчатое колесо» необходимо обеспечить:

- получение заготовки детали с минимальными и стабильными припусками применительно к программе выпуска;

- необходимую последовательность и сочетание операций, обеспечивающих изготовление деталей высокого качества при минимальной себестоимости изготовления;

- рациональное распределение припусков между черновыми и чистовыми операциями и переходами;

- выбор эффективного оборудования и оснастки для намеченного плана обработки;

- определение оптимальных режимов обработки;

- использование средств механизации и автоматизации.

Курсовая работа по разработке технологического процесса по обработке детали ориентирована на усовершенствование базового технологического процесса на основе использования современного оборудования, высокопроизводительной оснастки с целью снижения себестоимости и улучшения организации труда.



1. Изучение конструкции и служебного назначения детали

Служебное назначение детали и ее поверхностей

Деталь представляет собой тело вращения типа диск, имеет посадочное отверстие с шпоночным пазом для неподвижного закрепления на оси вала, зубчатый венец, ступицу, два отверстия.

Основные требования в эксплуатации: достаточная твердость и плотность детали, что обеспечивается использованием для изготовления конструкционной стали 45 ГОСТ 1050-74; максимальное обеспечение требований рабочего чертежа по чистоте обработки и точности рабочих поверхностей (зубчатого зацепления), торцов колеса, поверхности посадочного отверстия на вал; обеспечение расчетного межосевого расстояния с парной шестерней в механизме.

Степень точности зубчатого колеса по ГОСТ 1643-81 - 7-х.

Наружные диаметры колеса 280,3h11(-0.320) и 98 выполнены в системе вала по 11 и 6 квалитету точности соответственно с шероховатостью . Торцевые поверхности колеса зубчатого изготовлены по 11 и 6 квалитету точности в системе вала с шероховатостью и .

Отверстие А обрабатывается по 7-квалитету точности с шероховатостью.

Два отверстия 32 обрабатываются по 11-квалитету точности с шероховатостью. По венцу колеса нарезаны 63 зуба с модулем в нормальном сечении и углом наклона . Шероховатость зубьев по внешнему диаметру , по поверхности зубьев

Шпоночный паз 16Н9(+0,043) изготавливается по 9 квалитету, с шероховатостью .



Деталь изготавливается из углеродистой стали 45 ГОСТ 1050-74 с пределом прочности .

Таблица 1. Химический состав материала (Сталь 45 ГОСТ 1050-74)

C %	Si %	Mn %	Cr %	S %	P %	Cu %	Ni %	As %
			Не более
0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Таблица 2. Механические свойства (Сталь 45 ГОСТ 1050-74)

Предел текучести ут	Временное сопротивление разрыву ув	Относительное удлинение д	Относительное сужение ш
МПа	%
Не менее
355	600	16	40

Деталь для получения твердости зубьев и шлицевой поверхности HRCэ 45…50 подвергается термообработке.

Зубчатый венец детали имеет 64 зуба, модуль зубьев m=1,75 мм, степень точности по ГОСТ 1643-81 - 6-х.

Назначение поверхностей детали ниже следующее:

- отверстие со шпоночным пазом предназначено для установки на вал;

- зубчатый венец с модулем зубьев m=4 мм служит для передачи вращательного движения и составляет пару с шестерней в зубчатой передаче;

- отверстия со стороны двух торцов обеспечивают уменьшение массы детали;

- торцевые поверхности детали предназначены для упора во фланец вала и торец другого зубчатого колеса.

Деталь «колесо зубчатое» используется в редукторе Щ2У-160-31,5-21-2У электромостового крана.



2. Анализ конструкции детали на технологичность

Деталь «колесо зубчатое» изготавливается из углеродистой стали 45 ГОСТ 1050-74, сталь имеет удовлетворительную обрабатываемость резанием, заготовка при данной конструкции детали может быть получена различными методами: горячей штамповкой на прессах, ГКМ, молотах и из проката.

Получение заготовки не вызывает определенных трудностей. Деталь подвергается термической обработке, во время которой могут появиться искривления и различные дефекты при нагревании и охлаждении детали.

Поскольку деталь - тело вращения, то большинство операций по обработке можно произвести на токарных санках. Округлая форма детали свидетельствует о ее технологичности при получении заготовки, обработке, контроле. Наружная поверхность является соединением прямых линий и окружностей простой конфигурации, что позволяет легко подобрать режущий инструмент и прошлифовать зубья.

С точки зрения механической обработки зубчатые колеса вообще нетехнологичным, так как операция нарезания зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами. Деталь имеет 63 зуба прямых с модулем m=4 мм, которые могут быть нарезаны методом зубофрезерования одновременно на двух деталях, так как деталь имеет выступающие ступицы со стороны правого торца.

Не технологичен шпоночный паз. Для его изготовления потребуется малопродуктивный протяжной станок, или дорогостоящие протяжки.

Поверхность вращения и торцы детали могут быть обработаны на станках с ЧПУ.

Деталь имеет хорошие базы, можно использовать при обработке отверстие, диаметром мм, точный торец, а также наружную поверхность.

На чертеже даны все размеры, необходимые для изготовления и контроля детали. Точность размеров задана комбинированным способом в виде посадки, квалитета точности и предельных отклонений по ГОСТ 2.307-79. Шероховатость поверхностей указана непосредственно на изображении и в правом верхнем углу чертежа.

Свободные поверхности выполнены по 11 квалитету точности. На заготовительных операциях такой точности не добиться, поэтому предусматривается обработка всех поверхностей.

Деталь не содержит каких-либо специфических особенностей формы, поэтому может быть обработана непосредственно по типовому ТП.

Всего обрабатывается 7 поверхностей: 5 цилиндрических ; 3 торцевых ; зубья; шпоночный паз. Т.е., даже при полной обработке число обрабатываемых поверхностей относительно невелико.

Протяжённость обрабатываемых поверхностей относительно невелика и определяется условиями работы колеса зубчатого. Точность и шероховатость рабочих поверхностей определяются условиями работы детали. Уменьшение точности приведёт к снижению точности установки колеса зубчатого в рабочем узле и надёжности его работы. Увеличение шероховатости этих поверхностей приведёт к снижению надёжности сопряжений и интенсивному изнашиванию поверхностей.

Показателями технологичности обработки являются коэффициенты точности обработки и шероховатости поверхностей.

Коэффициент точности обработки определяется по формуле [3].

Ктч = (1.1)

где n - число размеров соответствующего квалитета;

А - квалитет обработки.

Ктч = 1 -

Коэффициент шероховатости поверхностей определяется по формуле [3]

Кш = (1.2)

где n - число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости.

Б - числовое значение параметра шероховатости по параметру Ra, мкм;

Кш = 1 -

На основании выше изложенного считаю, что деталь «колесо зубчатое» достаточно технична, за исключением зубчатого венца; допускает применение высокопроизводительных режимов обработки; имеет достаточные по размерам и форме базовые поверхности для выполнения всех операций; поверхности вращения могут быть обработаны на многорезцовых, многошпиндельных полуавтоматах и станках с программным управлением.

3. Технологические особенности серийного производства

В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса все разнообразные производства условно делятся на три основных вида: единичное (индивидуальное), серийное и массовое.

Согласно характеристике типа производства(табл 3.1) и исходным данным (масса изделия Q = 18,5 кг, годовая программа выпуска N =350 штук) производство детали «Колесо зубчатое» отнесено к серийному типу производства.

Таблица 3. Характеристика типов производства

Вид (тип) производства	Количество обрабатываемых в год деталей одного наименования и типоразмера
	крупных (тяжёлых)	средних	малых (лёгких)
Единичное (индивидуальное)	до 5	до 10	до100
Серийное	свыше 5 до 1000	свыше 10 до 5000	свыше 100 до 50000
Массовое	свыше 1000	свыше 5000	свыше 50000

Серийным называется такое производство, при котором изготовление изделий производится партиями или сериями, состоящими из одноимённых, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство периодически во времени.

Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством. Основной идеей этого вида производства является изготовление всей партии (серии) полностью как обработке, так и в сборке. В серийном производстве, в зависимости от количества изделий в серии, их характера и трудоёмкости их изготовления, частоты повторяемости серий в течение года различают производство мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

Тип производства определяем исходя из расчетного объема выпуска N0, дет/год:

(3.1)

где m - масса детали, m = 18,5 кг;

KT - коэффициент трудоемкости изготовления, для детали средней слож ности KT = 1.

что соответствует среднесерийному производству.

В серийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован. Применяются станки разнообразных видов: универсальные, специализированные, специальные, автоматизированные, агрегатные. Станочное оборудование должно быть специализировано в такой мере, чтобы был возможен переход от одной серии машин к другой.

Особое внимание уделяется станочным приспособлениям, контрольно-измерительным средствам, режущему инструменту.

В данных условиях наиболее целесообразно применение станочных приспособлений систем УНП и СНП. Приспособления данных систем позволяют устанавливать заготовки с точностью до 9-го квалитета без выверки. Конструктивно данные приспособления состоят из базового агрегата и сменных наладок, которые проектируются, непосредственно для конкретной детали, либо деталей близких по типоразмерам и конфигурации.

В качестве контрольно-измерительных средств наиболее широко применяются предельные калибры и контрольно-измерительные приспособления, как более производительные и точные способы контроля, в отличие от контрольно-измерительных инструментов, применяемых в единичном производстве.

Применение режущего инструмента довольно разнообразно, находит применение специальный и специализированный инструмент, позволяющий достаточно легко обрабатывать сложные поверхности. Наряду с этим, в настоящее время широко используется сборный режущий инструмент со сменными режущими пластинами. Это позволяет сменять их без переналадки, не выполняя дополнительных настроечных действий, так как все элементы стандартизированы и унифицированы.

Серийное производство значительно экономичнее, чем единичное, так как лучше используется оборудование, специализация рабочих, увеличение производительности труда обеспечивает уменьшение себестоимости продукции. Серийное производство является наиболее распространённым видом производства в машиностроении. К этому виду производства относятся станкостроение, тепловозо- и дизелестроение, производство прессов, компрессоров.

4. Выбор вида и способа получения заготовки

Для детали «зубчатое сменное колесо» заготовка может быть получена различными методами: поперечно-клиновой прокаткой круглыми валиками, горячей объемной штамповкой на многопозиционных автоматах, горячей штамповкой на прессах и горизонтально-ковочных машинах, а также из проката. Прокат используется в единичном и мелкосерийном производстве.

При программе выпуска детали 350 штук - наиболее распространенным способом получения заготовок зубчатых колес является штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах или на ГКМ, которая обеспечивает получение относительно точных штамповок, высокую производительность.

Заготовка на ГКМ

При штамповке на ГКМ коэффициент использования металла равен:

где - масса детали,

- масса заготовки

Расчет массы заготовки



где

- плотность стали

- общий объем заготовки,

Заготовка на КГШП

При штамповке на КГШП коэффициент использования металла равен:

где - масса детали,

- масса заготовки

Расчет массы заготовки

где

- плотность стали

- объем заготовки D=285,3 мм, H=43,2мм

Предлагаю для детали «колесо зубчатое» получать заготовку , получаемую на КГШП, ввиду довольно высокого коэффициента использования металла и наиболее отвечающую всем вышеперечисленным требованиям.

Назначение допусков и припусков на заготовку по ГОСТ 7505-89

Класс точности - Т3

Группа стали - М2

Степень сложности - С1

Исходный индекс - 12

Масса заготовки -18,5 кг

Основные припуски на размеры

Диаметр 280,3+(2,3+0,3)·2=285,5мм - принимается 286 мм

Диаметр 98+(1,7+0,3) ·2= 102 мм

Диаметр 60- (1,7+0,3) ·2=56 мм

Толщина 40+(1,7+0,3) ·2=44 мм

Толщина 55+(1,7+0,3) ·2=59 мм

Размеры поковки и их допускаемые отклонения

Диаметр

Диаметр

Диаметр

Толщина

Толщина



5. Определение припуска на одну наиболее точную поверхность расчетно-аналитическим методом и по ГОСТУ, определение коэффициента ужесточения припуска

Производим расчет припусков аналитическим методом на ш60Н7(+0,030) мм.

Заготовка детали из стали 45 ГОСТ 1050-741 - штамповка

Расчет припусков на диаметр 28Р7 мм.

Технологический маршрут обработки - черновое и чистовое растачивание, шлифование предварительное и окончательное.

Класс точности - Т3

Группа стали - М2

Степень сложности - С1

Исходный индекс - 12

Допуск

Коэффициент уточнения

Число переходов (этапов)

принимаем п=4

Величина припуска для наружных и внутренних поверхностей вращения определяется по формуле:

, мкм (1.5)

где - высота микронеровностей поверхности, полученная на предшествующем переходе, мкм;

- глубина дефектного поверхностного слоя, полученного на предшествующем переходе, мкм;

- суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей обрабатываемой заготовки, оставшихся после выполнения предшествующего перехода, мкм;

- погрешность установки заготовки на станке на выполняемом переходе, мкм.

Для штамповки находим: RZ0=50 мкм; Т0=250 мкм.

IТ 12 растачивание черновое

IТ 12 растачивание чистовое

IТ 12 шлифование предварительное

IТ 12 шлифование окончательное

Для деталей с прошиваемым центральным отверстием при установке по наружной поверхности и торцу суммарное значение пространственных отклонений определяется по формуле

, мкм (1.6)

где ссм- погрешность смещения, мкм;

сэкс - погрешность штампованной заготовки по эксцентричности, мкм.

Для второй группы точности заготовок

сэкс =1 мм [5]; рсм=0,8 мм [5]

мкм

Погрешность установки на одношпиндельном станке определяется по формуле

мкм

где - - погрешность базирования, мкм;

- погрешность закрепления, мкм;

=0 мкм; =50 мкм [4] =50 мкм

Расчет припуска

Расчетный размер

Предельные значения припуска



Проверка расчета

7140-4370=2800-30

2770=2770 мкм

Общий номинальный припуск

Размер заготовки

Табл. 4. Расчет припусков на ш60Н7(+0,030) мм.

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный размер dp, мм	Допуск д, мкм	Предельные размеры, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	Т	р	Еу				dmin	Dmax	2	2
Заготовка штамповка	240	250	1280	50	-	55,66	2,8	52,86	55,66	-	-
Растачивание черновое	50	50	76	50	3541	59,21	0,3	58,91	59,21	3550	6050
Растачивание чистовое	25	25	51	50	381	59,6	0,074	59,52	59,60	390	610
Шлифование предварительное	10	20	25	50	242	59,83	0,046	59,78	59,83	230	260
Шлифование окончательное	5	5	12	50	171	60,03	0,03	60,00	60,03	200	220

Определяем коэффициент ужесточения припуска по формуле

Табл. 5. Ужесточение припуска

Размер, мм	Припуск по ГОСТ, мм		Скорректированный припуск, мм	Допуск, мм	Размер, мм
Ш60	4,0	0,89	3,56	+1,4 -0,8	Ш
Ш280,3	5,2	0,89	4,63	+2,1 -1,1	Ш
Ш98	4,0	0,89	3,56	+1,4 -0,8	Ш
40	4,0	0,89	3,56	+1,4 -0,8
55	4,0	0,89	3,56	+1,4 -0,8

Разработка маршрутного техпроцесса обработки заготовки

010 Токарная

Токарный16к20

Установ. А

Точить предварительно с подрезкой торцев. диаметр 280,3h11(-0,320) мм на длину l =40 мм

Установ. Б

Точить предварительно с подрезкой торца ш98мм на l =15 мм.

Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующий ГОСТ 2675-50,резец токарный проходной 20х20 Т5К10 гост 18879-73, , ШЦ - I -155-0,1 ГОСТ 166-80, линейка 1-1000 ГОСТ ……

015 Расточная

Токарный16к20



Расточить предварительно ш98мм на l =15 мм, точить 2 выточки сш240 мм до ш98 мм, точить фаски.

Патрон 3-х кулачковый с гидроприводом, резец расточной ГОСТ 18879 - 73, ШЦ - I -155-0,1 ГОСТ 166-80

Токарная с ЧПУ

Токарный 16К20Ф3

Установ. А

Точить окончательно под зубья диаметр 280,3h11(-0,320) мм на длину l =40 мм.

Подрезать торец, точить фаску, расточить отверстие ш60Н7(+0,030) под шлифовку.

Установ. Б

Точить окончательно с подрезкой торца ш98мм на l =15 мм, подрезать торец окончательно на ш98 мм, точить фаску.

Патрон 3-х кулачковый с гидроприводом, резец контурный правый сборный ГОСТ 20872-80, резец контурный левый с твердосплавными пластинами ГОСТ 20872-80, резец подрезной ГОСТ 18880 - 73, резец расточной ГОСТ 18879 - 73,оправка разжимная, ШЦ - I -155-0,1 ГОСТ 166-80.

035 Зубофрезерная

Зубофрезерный 53А10

Фрезеровать зубья 280,3h11(-0,320) мм на длину l =40 мм; m=4мм, z=63.

Оправка с пневмозажимом, фреза червячная модульная 125х50х125 ГОСТ 9324-80, шагомер, нормалимер.

040 Термическая

Закалить зубья

045 Зубошлифовальная

Зубошлифовальный 58П70В

Шлифоваль зубья колеса окончательно.

Оправка, шлифовальный круг профильный образца шероховатости.

050 Внутришлифовальная

Внутришлифовальный 3К225В

Шлифовать предварительно и окончательно ш60Н7(+0,030) с Rа 1,6.

Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующий ГОСТ 2675, головка шлифовальная АW 10х10х6 25SА 40-Н СТI 6КА35М ГОСТ 2447-82. Нутромер, образцы шероховатости.

055 Горизонтально-протяжная

Горизонтально-протяжной7Б53

Протянуть шпоночный паз 16Н9(+0,043) глубиной 4,3+0,2 мм.

Протяжка шпоночная В=16, Р6М5 ГОСТ 18220-90, ШЦ - I -155-0,1 ГОСТ 166-80.

020 Радиально-сверлильная

Радиально-сверлильный 2М53

Сверлить два сквозных отверстия ш32 на длину l = 40 мм.

Приспособление специальное, сверло ш32 Р6М5 ГОСТ-109003-77, ШЦ - I -155-0,1 ГОСТ 166-80

6. Расчет режимов резания на две операции

Операция 030 - зубофрезерная

На зубофрезерном станке 53А20В производится нарезание зубчатого венца с числом зубьев Z=63 модулем m=4 мм, под последующее шлифование. Две заготовки устанавливаются на оправку с упором в торец.

Режущий инструмент - червячная модульная фреза из быстрорежущей стали, наружный диаметр фрезы мм; число зубьев Z =14, модуль m=4 мм, угол заточки передней поверхности зубьев =100, число заходов - 1.

Определим глубину резания. Нарезаем зубья за один рабочий ход. Глубина резания равна высоте зуба

мм,

где t- глубина резания,

h -высота зуба,

m- модуль.

Станок 53А20В относится к третьей группе станков, так как мощность двигателя станка Nдв=8,5 кВт.

Определим подачу на 1 оборот нарезаемого зубчатого колеса. По нормативам Som=2,5-2,9 мм/об. Поправочный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, равен Кмs=0,8.

S0=2,5•0,8=2,24 мм/об.

Принимаем по паспорту станка S0=2,0 мм/об.

Средний период стойкости фрезы между двумя переточками равен Тм=240 мин.

Определим скорость резания по нормативам Vтаб=35 м/мин. Поправочные коэффициенты на скорость резания равны в зависимости от:

- обрабатываемого материала Кмv=0,8;

- угла наклона зубьев колеса Квv=1,0;

- числа заходов фрезы Кzv=1,0;

- материала фрезы Кuv =10;

- класса точности фрезы Кv=1,0.

м/мин

Частота вращения фрезы равна по формуле

,

где v - скорость резания,

- диаметр фрезы.

об/мин

Принимаем по паспорту станка об/мин.

Действительная скорость резания равна по формуле

,

где - диаметр фрезы

- частота вращения шпинделя

м/мин.

Мощность, затрачиваемая на резание, при S0=2 мм/об равна кВт.

Поправочные коэффициенты равны единице.

Мощность двигателя Nдв=8,5 кВт, КПД станка 0,65.

Nшп=8,5*0,65=5,52 кВт

5,52 кВт>1,8 кВт

Обработка возможна.

Определим основное время

, мин,

где Lрх - длина рабочего хода, мм;

Z - число зубьев нарезаемого колеса;

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

S- подача на 1 оборот колеса, мм/об;

К - число заходов фрезы.

Длина рабочего хода равна по формуле

где Lрез - длина резания, мм;

у - величина подвода, врезания и пробега инструмента, мм.

Величина перебега, врезания фрезы при диаметре 120 мм- у=30 мм [9]

мм

мин

Основное время, затрачиваемое на одну деталь, равно

мин

Операция 040 - внутришлифовальная

На данной операции на внутришлифовальном станке 3К225В шлифуется отверстие детали в размер 60Н7(+0,030)мм, параметр шероховатости Rа=1,6мкм.

Припуск на сторону h=0,2 мм.

На магнитном столе станка устанавливается шесть заготовок.

Выбираем шлифовальную головку. Для шлифования периферией круга и параметра шероховатости Rа=1,6 мкм находим:

- материал абразивных зерен - 25А;

- зернистость - 25;

- твердость СТ-I;

- структура круга - № 7;

- связка керамическая - К;

- тип круга - циллиндрический;

- класс круга - А;

- допускаемая скорость круга - 35 м/с [7]

У станка 3Л225В - диаметр круга Дк=10 мм; рабочая длина головки Вк=10 мм.

- глубина резания на операцию

Скорость головки 25ч30 м/с.

Определим частоту вращения шлифовальной головки

об/мин

где V - допустимая скорость головки, м/с;

Дк - диаметр головки, мм.

об/мин

Принимаем по паспортным данным станка об/мин

Определим скорость детали =15ч20 м/мин. Принимаем

=20 м/мин.

Определим подачу головки

мм/об

где - ширина шлифовальной головки, мм.



,

где - скорость детали,

- диаметр детали

об/мин,

Определим основное время

,

где - длина обрабатываемой поверхности детали

- коэффициент перебега

мин.

7. Техническое нормирование операций

Таблица 6

Операция	Содержание переходов	D, мм	L, мм	t, мм	i	Sб мм/об	V, мм/мин	n, минЇ№	To, мин
010	Точение предварительное	280	40
	Подрезка торца
	Точение предварительное	98	15
	Подрезка торца
015	Растачивание отверстия предварительное	60	55
	Точение вытачек	142
020	Точение окончательное	280	40
	Точение торца
	Точение фаски
	Растачивание отверстия под шлифовку	60	55
	Точение окончательное	98	15
	Точение торца	98
	Точение фаски
025	Фрезерование зубьев m=4, z=63	280	40
035	Шлифование зубьев
040	Шлифование отверстия	60	55
045	Протягивание шпоночного паза		55
50	Сверление отверстий

8. Разработка требований охраны труда и экологии

В производственном процессе обработка детали «Колесо зубчатое» участвуют станки:

- токарно-винторезный;

- токарный с ЧПУ;

- внутри-шлифовальный;

- радиально-сверлильный;

- зубошлифовальный;

-зубофрезерный.

Обработка деталей на этих станках отличается большим количеством опасных и вредных производственных факторов, которые согласно ГОСТ 12.0.003-74 « Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» разделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.

Нормативные требования к безопасности оборудования приведены в ГОCТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности». Особенности, обеспечивающие безопасность оборудования при холодной обработке металлов приведены в ГОСТ 12.2.009-80 «Станки металлообрабатывающие. Общие требования безопасности», ГОСТ 12.2.061-81 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам», ГОСТ 12.2.049-80 «Оборудование производственное. Общие эргономические требования», НПАОП 0.00-1.30-01 «Правила безпечної роботи з інструментом та пристроями».

Общие требования безопасности установлены ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ.

Соответственно с ГОСТ 12.2.003-91 безопасность производственного оборудования обеспечивается за счет следующих мероприятий:

- выбор принципа действия, схемы, элементов и ответственных материалов;

- применение в конструкции оборудования способов защиты;

- применение в конструкции способов механизации, автоматизации и дистанционного управления;

- выполнение эргономичных требований;

- включение требований безопасности в техническую документацию с монтажа, эксплуатации, ремонта, транспортирования и сохранности.

Внедрение в конструкцию машин способов защиты - один из основных направлений по обеспечению технической безопасности. Классификация способов защиты: ограждения, способы автоматического контроля и сигнализации, способы дистанционного управления, специальные устройства. Одним из основных способов обеспечения безопасности при работе на металлорежущих станках являются ограждающие устройства. Зона безопасности для работающих с учетом использования ограждения, должна отвечать зонам достижения моторного поля или ГОСТ 12.2.032-78 «Общие эргономические требования. Рабочее место при выполнении работ сидя» и ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ «Общие эргономические требования. Рабочее место при выполнении работ стоя».

Кроме приспособлений, общих для всех металлорежущих станков (ограждения приводных и передающих механизмов, способов электробезопасности, местного освещения) станки шлифовальной группы обеспечиваются специальными приспособлениями для обеспечения безопасных работ. К таким приспособлениям относятся:

- ограждение шлифовального круга;

- ограждение стола станка, особенно при использовании электромагнитного способа закрепления обрабатывающей детали;

- прозрачный экран для защиты глаз работников от ранений частичками, которые отлетают при работе на обдирочных и заточных станках с ручной подачей детали на инструмент;

- приспособления, которые всасывают абразивную и металлическую пыль при работе без СОЖ.

Также оборудование снабжено предохранительными устройствами защиты для автоматического выключения агрегатов и машин при отклонении какого- либо параметра, который характеризует режим работы оборудования, за пределы допустимых значений. Срабатывание слабого звена приводит к остановке машин на аварийных режимах, что позволяет исключить поломки и травматизм.

Нормативные требования безопасности производственных процессов по ГОСТ 12.3.002-75 «Процессы производственные. Общие требования безопасности». Требования для обеспечения безопасности:

- выбор технологического процесса и режимы работы;

- выбор производственного помещения или промышленного участка;

- выбор производственного оборудования, его размещение и организация рабочих мест;

- рациональное разделение функций между человеком и оборудованием;

- выбор способов хранения и транспортирования отходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и готовой продукции;

- профессиональный выбор и учение работников;

- внесение требований безопасности в нормативно-техническую документацию.

Подъемно-транспортное оборудование должно быть обеспечено следующими устройствами безопасности:

- ограничителями подъема и передвижения крана;

- ограждениями рабочих площадок и двигающихся частей крана;

- блокировкой открывания дверей;

- блокировкой выходных люков на мост крана;

- звуковым сигналом.

Металлорежущие станки размещаются рядами, поперек длины пролета или под углом к пролету. Основной проход между рядами станков располагается в центре пролетов и имеет ширину (2-4) м.

В механических и сборочных цехах применяют различные технологические процессы, которые связаны с выбросом вредных веществ в воздух и водный бассейн.

Основными источниками загрязнения окружающей среды при холодной обработке металлов являются:

- металлические отходы;

- отработанные СОЖ;

- вентиляционный воздух с высоким содержанием пыли и мелкой стружкой.

Антимикробная защита проводится с добавлением в СОЖ бактерицидных присадок и периодической пастеризацией жидкости. Периодичность замены СОЖ устанавливается по результатам контроля ее состояния, но не реже чем 1 раз в шесть месяцев. СОЖ, которая отработала свой ресурс, собирают в специальные емкости.

Для очистки воздуха от пыли используются средства для очистки пыли и удаления стружки. Воздух подвергается двух ступенчатой очистке: на первой стадии - от стружки и большой пыли, на второй стадии - от мелкодисперсной пыли через фильтр.

Машиностроительные мероприятия по электробезопасности отвечают требованиям ГОСТ 12.1.019-79 «Электробезопасность. Общие требования».

Для обеспечения защиты рабочего, обслуживающего станок, от поражения электрическим током соблюдаются следующие требования:

- заземлены металлические конструкции;

- рассчитана изоляция проводов по наивысшим напряжениям;

- соблюдена маркировка или цветная изоляция монтажных проводов;

- применены индивидуальные мероприятия безопасности;

- при монтировании и эксплуатации оборудования выполняются «Правила устройства электроустановок», «Правила технической эксплуатации электроустановок»;

- подключение, ремонт и замену оборудования осуществляются при отключенном напряжении питания;

- корпуса всех электроустройств заземлены [46].

На участке механообработки для обеспечения электробезопасности оборудования должна быть предусмотрена система защитного заземления, выполненная из вертикальных труб, соединенных ленточной шиной и расположенных в ряд.

Обеспечение пожарной безопасности осуществляется по ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ «Пожарная безопасность. Общие требования», где предусматривается обеспечение безопасности людей и сохранности материальных ценностей предприятия на всех стадиях его жизненного цикла.

Так как на участке обрабатываются негорючие материалы, то помещения, в котором расположен участок, относится к категории «Д» по пожарной, взрывной и взрывопожарной опасностью. Для сигнализации, в случае возникновения пожара, используются автоматические пожарные сообщения. На участке предусмотрены первичные средства пожаротушения: гидранты со шлангом, противопожарные щиты, оснащенные тарой с песком, вспомогательным инструментом, ручными огнетушителями.

Для предупреждения возникновения пожара придерживаются следующих правил:

- в таре, предназначенной для сбора стружки и других отходов, не должны находиться легковоспламеняющаяся жидкость или другое вещество;

- должен проводиться своевременный противопожарный инструктаж;

- заземление и контроль статического электричества пылеприемников, воздуховодов, вентиляционных установок;

- предусматривают устройства для отключения при коротком замыкании, как всей электрической сети, так и отдельных ее участков; выключатели, в которых по условиям эксплуатации происходит прерывание тока, закрывают кожухами, которые предотвращают возникновение пожара от искры или электрической дуги;

- повышают огнестойкость дома и сооружений облицовкой или оштукатуриванием металлических конструкций.



Выводы

деталь технологический заготовка серийный

В данной курсовой работе были изучены назначение детали «Колесо зубчатое» (чертеж № 5199-16-4), которое входит в состав «Редуктор 1Щ2У-160-31,5-21-2У» Электромостового крана Q=5Тн, рассмотрены технологичность детали, рассмотрены технологичность изготовления, выбран оптимальный вариант изготовления заготовки. Так же был разработан технологический процесс изготовления этой детали, рассчитаны режимы резания и пронормированы две операции с использованием более современного оборудования с ЧПУ и современного инструмента.

В разделе по охране труда на основе анализа опасных и вредных производственных факторов был разработан ряд мер по предотвращению возникновения аварийных и потенциально опасных для жизни человека ситуаций.



Перечень ссылок

1. Маталин А.А. Технология машиностроения. - Л.: Машиностроение 1985- 496 с.

2. Гусев А.А. Технология машиностроения/ А.А. Гусев, Е.Р. Ковальчук, И.М. Колев - М.: Машиностроение, 1986. - 480 с.

3. ГОСТ 7829-70. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые свободной ковкой на молотах. Припуски и допуски. - М.: Изд-во стандартов, 1970. - 12 с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова/ изд. 4-е пераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985.

5. ГОСТ 3.1404-86. ЕСТПП. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием. - М.: Изд-во стандартов, 1986. - 8 с.

6. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. - М.: Машиностроение, 1990. Ч. 1. Токарные, карусельные, токарно-револьверные, алмазно-расточные, сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные станки. - 416 с. Ч. 2. Зубофрезерные, горизонтально-расточные, резьбонарезные и отрезные станки. - 200 с.

7. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на шлифовальных и доводочных станках. - М.: Машиностроение, 1974. - 203 с.

8. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на протяжных станках. - М.: Машиностроение, 1969. - 169 с.

9. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 1 Токарные, карусельные, сверлильные, фрезерные, строгальные и долбежные станки. - М.: Машиностроение, 1990. - 316 с.

10. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч. 2 Горизонтально-расточные, зуборезные, шлифовальные, резьбонакатные станки и затыловочные роботы. Резка металла на дисковых пилах, прессах и сортовых ножницах. - М.: Машиностроение, 1967. - 316 с.

11. Конспект лекций по дисциплине "Теоретические основы технологии производства типовых деталей и сборки машин" /Сост.: С.В. Ковалевский, А.Г. Косенко, С.Г. Онищук. - Краматорск: ДГМА, 2003. - 48 с.

12. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. - М.: Машиностроение, 1974. - 421 с.

13. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 464 с.

14. Ковалевський С.В., Ямполець М.Г., Борисенко Ю.Б., Тулупов В.І. Визначення припусків розрахунково-аналітичним методом. - Краматорськ. ДДМА. 2005.

15. Методические указания к лабораторно-практическим занятиям по дисциплине "Технологические основы машиностроения" /Сост. С.Г. Онищук, А.Г. Косенко. - Краматорск.: ДГМА, 2001. - 35 с.

16. Теоретические основы технологии производства деталей и сборки машин: пособие к практическим занятиям и курсовому проектированию / С.В. Ковалевский, С.Г. Онищук, Ю.Б. Борисенко - Краматорск: ДГМА, 2009. - 68 с.

17. Проектирование и производство заготовок в машиностроении: Учеб. пособие/П.А. Руденко, Ю.А. Харламов, В.М. Плескач; Под общ. ред. В.М. Плескача. - К.: Выща шк., 1991. - 247с.: ил.

18. Марочник сплавов и сталей. 2-изд., доп. и испр. / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский и др. Под общей ред. А.С. Зубченко - М.: Машиностроение, 2003. 784 с.: ил.

19. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т. Т.2. М, Машиностроение 1979-559 с.

20. Дементій Л.В., Гончарова С.А. Охорона праці в механічних та складальних цехах. - Краматорськ: ДДМа, 2005. - 312 с.

21. Безопасность производственных процессов: справочник / Под ред. С.В. Белова. - М.: Машиностроение, 1985.-448 с.

22. Безопасность жизнедеятельности в машиностроении / Под ред. Ю.М. Соломенцева.- М.: Высш. шк., 2002. - 310 с.

Размещено на Allbest.ru

...