Разработка проекта изготовления детали "Шестерня"

Механические свойства

1.4 Анализ технологичности детали

Технологичность общей конструкции.

Деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применение оптимальных выборов обработки и правильной подготовки производства.

Анализ технологичности детали типа «Шестерни» произвожу по следующим критериям:

технологичность заготовки

технологичность общей конструкции детали

технологичность базирования и закрепления

Технологичность заготовки.

Материал заготовки Сталь 45 . Обрабатываемость материала осуществляется фрезами, резцами (оснащенными твердосплавными пластинами), протяжкой, сверлом. Метод изготовления - штамповка. С точки зрения получения заготовки и программой выпуска детали, заготовку можно считать технологичной.

Технологичность общей конструкции детали.

Шестерня имеет криволинейные поверхности, имеет внутренние сквозные отверстия, зубья. На многих операциях сохраняется принцип постоянства баз. Таким образом, с точки зрения конфигурации, деталь является технологичной.

Технологичность базирования и закрепления.

В процессе изготовления детали для ее закрепления применяются как универсальные, так и специальные приспособления. Как отмечено выше, на большинстве операций возможно сохранение принципа постоянства баз. Недостатком является большое количество установок, обусловленное разнохарактерной обработкой. Таким образом, с точки зрения базирования и закрепления, деталь можно считать технологичной.

На основе данного анализа отдельных критериев, логичен вывод об общей технологичности детали типа «Шестерни».

1.5 Обоснование выбора метода получения заготовки

В машиностроении при выборе обработки, для заданной стали, назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.

Технологические процессы получения заготовок, определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали, программой выпуска.

Особенно важно выбрать заготовку и назначить оптимальные условия ее изготовления, для изготовления детали и снижения себестоимости используется заготовка штамповка. Выбор вида заготовки зависит от конструктивных форм деталей, их назначения, условий их работы в собранной машине, испытываемых напряжений. Выбор заготовки имеет большое значение для проектирования технологического процесса.

Выбираем оптимальный метод получения заготовки «Шестерни».

Материал - Сталь 45 .

Производство - серийное.

Выбираем возможный метод ее получения - штамповка 3 группы.

Производительность штамповки во много раз выгодней других методов получения заготовок, вместе с этим обеспечивается однородность и точность поковок. Их, как правило, обрабатывают только в месте сопряжения с другими деталями, остальные поверхности оставляют необработанными. Однако штамповка имеет и недостатки. Из них главная ограниченность веса штампованных поковок (200, в редких случаях - до 1000 кг) и высокая стоимость штампов, которые являются узкоспециализированными: каждый штамп годен для изготовления лишь одной определенной поковки. Но эти недостатки не мешают нам выбрать данный метод получения заготовки.

Определяем объем и массу заготовки.

Определяем объем и массу детали.

Определяем коэффициент использования материала (КИМ).

Выбор и проектирование заготовки.

При выборе заготовки для заданной детали назначают ее конфигурацию, размеры допусков, припуски на обработку и формируют технические задания по изготовлению.

По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения напусков и припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и дорожает технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастает себестоимость последующей обработки заготовки, повышается коэффициент использования материала (КИМ).

Заготовки простой конфигурации дешевле, т.к. не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, но такие заготовки требуют последовательной трудоемкости обработки и повышения расходов материала.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.

Технологические процессы получения заготовок определяются техническими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска. Заготовки получают различными методами:

- литьем

- обработкой давлением и ковкой (штамповка, ковка, прессовка)

- методом порошковой металлургии

- путем разделки проката

- при помощи сварки

Тип производства и припуск на обработку оказывают большое влияние на получение заготовки.

Припуск - слой металла, снимаемый в процессе механической обработки, с целью получения заданной точности и заданной шероховатости поверхности.

1.6 Определение и расчет припусков аналитическим методом

1. Припуск - слой материала удаленный с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности, а также для номинальных размеров детали.

Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочникам, таблицам, ГОСТам или основе расчетно - аналитического метода определения припусков.

Аналитический метод базируется на анализе факторов обработки. Расчетной величиной является min припуск на обработку, достаточный для устранения на выполненном переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя. С помощью минимального припуска рассчитывают размеры заготовки.

Минимальный припуск (для случая обработки отдельно расположенных поверхностей) рассчитывается по формуле:

++

где: - суммарное отклонение расположения поверхностей.

- погрешность установки заготовки на последующем переходе.

Rz - высота микронеровностей профиля на предыдущем переходе

h - глубина дефектного слоя на предыдущем переходе.

Минимальный припуск (для случая обработки противоположных поверхностей) рассчитывается по формуле:

Расчет припусков на обработку.

1. Общий припуск на диаметр:

Rz=160 мкм = 0,16 мм, (Косилова 1 том, стр. 187)

h=200 мкм = 0,2 мм,

?k=700 мкм = 0,7 мм,

?см=500 мкм = 0,5 мм,

Е=300 мкм = 0,3 мм,

2Zi min = 2[(160 + 200) +] = 2420 мкм ? 2мм (две стороны)

2. Общий припуск на внутренний диаметр:

Rz = 160 мкм = 0,16 мм; (Косилова 1 том, стр. 187)

h=200 мкм = 0,2 мм;

Е=300 мкм = 0,3 мм;

?k=700 мкм = 0,7 мм;

?см=400 мкм = 0,4 мм;

2Zi min = 2[(160 + 200) +] ? 1мм (припуск под протягивание)

2.3 Общий припуск на торец:

2Zi min = 2;

Rz=160 мкм = 0,16 мм; (Косилова 1 том, стр. 187)

h=200 мкм .= 0,2 мм;

? =800 мкм = 0,8 мм;

Е=300 мкм = 0,3 мм;

2Zi min = 2[(160 + 200)+800+300] = 2920 мкм ? 3мм (две стороны)

Определяем объем и массу.

2. RL;

Общий объем детали:

V=6,28x29 x14=2550;

V=6,28x 23x18=2600;

V отв. =6,28x 14x32=2813;

V(общ)=(2550+2600) - 2813=2337;

Общий объем заготовки:

Vз=6,28x30x15,5=2920;

Vз=6,28х 13x35=2857;

Vз=6,28x24x19,5=2940;

Vз=(2940+2920) - 2857=3003;

3. Определяем массу детали и заготовки:

Масса заготовки:

Mз=Vз ;

Масса детали:

Определяем коэффициент использования материала

(КИМ).

КИМ вычисляется по формуле:

х 100% = 77%:

1.7 Разработка технологического маршрута и схем базирования

Содержание операции планируется по принципу концентрации переходов. Это позволит обрабатывать на одном (участке) установе несколько поверхностей, что повысит производительность и точность обработки. При разработке схем базирования, будем стараться обеспечить нулевую погрешность базирования путем использования одних и тех же поверхностей заготовки в качестве установочных баз на протяжении всего технологического процесса.

При разработке технологического маршрута, целесообразно использовать следующие технологические базы.

1.8 Составление плана обработки

План обработки детали составляется на основании технологического маршрута. При подробном анализе детали «Шестерня» и требований к ней, был составлен следующий план обработки по операциям.

1. Токарная операция: (Станок с ЧПУ 16К20ФЗ «Электроника НЦ-31»)

Позиция А.

- торцевать на 1=33,5

Позиция Б.

- торцевать в размер 1=3 2h6;

2. Операция протягивания: (Станок 7А523)

Позиция А.

- обработать отв. Протягиванием ?28Н6,1=32 мм;

3. Операция токарная: (Станок с ЧПУ 16К20ФЗ «Электроника НЦ-31»)

Позиция А.

- точить ?48Н8 (чистовая), 1=2, снять фаски.

- точить ?58 (чистовая), 1=12 (припуск под зубодолбление 0,6 мм)

Позиция Б.

- точить ?46Н6 (чистовая), 1=18, снять фаски;

4. Операция фрезерная: (Станок 5М150)

Позиция А.

- нарезать зубья z=27, m=2 методом обкатки.

5. Операция сверлильная (Станок 2М112)

Позиция А.

- сверлить ?5.

6. Операция шлифовальная: (Станок 5М841Ф11)

Позиция А.

шлифовать зубья z=27, m=2.

Выбор плана обработки.

План обработки - это последовательность операций по изготовлению деталей для получения ее конечных размеров и достижения требований к качеству. Операции можно группировать и дифференцировать в зависимости от требований поверхности детали, вида производства, типа и количества применяемого оборудования. Каждая операция должна подготавливать поверхность для следующей поверхности, а именно в этом и заключается смысл составления плана обработки. Сначала в операции идет черновая обработка, в процессе, которой удаляется дефектный слой материала, затем - чистовая, в процессе которой достигаются заданные параметры качества.

В процессе изготовления данной детали, применяются следующие операции:

1. Токарная операция. (Станок с ЧПУ 16К20ФЗ «Электроника НЦ-31»);

2. Сверлильная операция. (Универсальный вертикально-сверлильный станок 2М-112)

3. Фрезерная операция. (Полуавтомат зубодолбежный вертикальный 5М- 150)

4. Операция протягивания. (Горизонтально-протяжной полуавтомат 7А523).

5. Операция шлифовальная. (Полуавтомат зубошлифовальный 5М841Ф11)

После составления плана обработки по операциям, осуществляется раздел его по конкретным переходам с указанием требуемого оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструмента и расчетов режимов резания.

1.9 Выбор оборудования

С целью обеспечения производительности, точности, заданной шероховатости, минимальной себестоимости изготовления детали, для мелкосерийного производства выбираем станки для операций. Выбор станочного оборудования - одна из важнейших задач при разработке технологического процесса, механической обработки детали.

При выборе станочного оборудования необходимо учитывать:

1. Характер производства.

2. Методы достижения данной точности при обработке.

3. Соответствие станка размерам детали.

4. Мощность станка.

5. Удобство управления.

6. Габаритные размеры и стоимость станка.

При изготовлении данной детали типа «Шестерня» принимаем оборудование, приведенное в таблице:

Описание оборудования.

1. Станок токарный с ЧПУ «Электроника НЦ-31» 16К20ФЗ.

Предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем, в один или несколько проходов, в замкнутом полуавтоматическом цикле, а также для нарезания резьб. Станок используется в единичном, мелкосерийном и серийном производствах.

Технические характеристики:

1. Наибольший обраб. диаметр мм - над станиной 400

- над суппортом 200

2. Предельная подача мм\об

Продольная 0,05-2,8

Поперечная 0,025-1,4

3. Пределы частоты вращения шпинделя 12,5-1600

4. Мощность электродвигателя (кВт) - 12

2. Станок сверлильный 2М112

Сверлильный станок 2М112 предназначен для сверления отверстий в деталях из черных и цветных металлов, а также других материалов, диаметром не более 12 мм. Простота конструкции обеспечивает легкость управления, надежность и долговечность станков. Отсчет глубины обработки производится по круговому лимбу штурвала.

Технические данные и характеристики настольного сверлильного станка 2М112 Диаметр сверления в стали 45 ГОСТ 1050-88, мм 12 Вылет шпинделя (расстояние от оси шпинделя до образующей колонны), мм 190 Размер конуса шпинделя наружный по ГОСТ 9953-82 В18 Наибольшее перемещение шпинделя, мм 100 Цена деления лимба, мм 1 Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 50.. .400 Размеры рабочей поверхности стола, мм 200 х 250 Количество Т-образных пазов 3 Расстояние между пазами, мм 50 Ширина пазов, мм 14 Число скоростей шпинделя 5 Число оборотов, об/мин 450.. .4500 Подача при сверлении ручная.

Мощность электродвигателя, кВт 0,55

Частота вращения, об/мин. 1500

Напряжение питания, В 380

Габаритные размеры, мм 770 х 370х 950

Масса станка, кг не более 120

3. Полуавтомат зубодолбежный вертикальный 5М150 (КЗС-156)

Предназначен для обработки цилиндрических зубчатых колёс внутреннего и наружного зацепления, методом обкатного деления дисковым долбяком. Технические характеристики: Модель 5М150

1. Диаметр наибольший устанавливаемый, мм 800

2. Диаметр рабочей поверхности стола, мм 800

3. Ход шпинделя наибольший, мм 200

4. Наибольший модуль нарезаемых зубчатых колес мм 12 .

5. Наибольший номинальный делительный диаметр долбяка мм 200

6. Число двойных ходов шпинделя min/max, 33-212

7. Конус отверстия в шпинделе Морзе 5

8. Мощность двигателя главного движения, кВт10

9. Пределы круговых подач при диаметре инструмента d 100, мм/дв.х 0,2-1,5

10. Подача стола радиальная ммЛмин. 05,-5,0

11. Расстояние между верхней плоскостью стола и торцом шпинделя 155 - 355

12. Расстояние от оси стола до оси шпинделя, мм 0 - 700

13. Скорость ускоренного перемещения стола мм/мин 205

14. Частота вращения стола об/мин1,7

15. Расстояние от нижней плоскости основания станка до рабочей поверхности стола, 870

16. Частота вращения шпинделя инструмента об/мин 3

17. Масса станка, кг 10 450

4. Горизонтально-протяжной полуавтомат мод. "7А523":

Горизонтально-протяжной полуавтомат модели 7А523 предназначен для обработки протягиванием сквозных отверстий различной формы и размеров: круглых и шлицевых отверстий, шпоночных пазов и т.п. Универсальность, доступность для переналадки, возможность установки крупных и тяжелых обрабатываемых деталей, возможность оснащения приспособлениями для протягивания наружных поверхностей обеспечивают этому станку широкое применение на предприятиях с большой номенклатурой выпускаемых изделий. А легкость оснащения автоматическими устройствами для загрузки и выгрузки обрабатываемых деталей делает его эффективным при использовании на предприятиях с крупносерийным и массовым характером производства.

Технические характеристики:

1. Номинальное тяговое усилие, кН 100

2. Наибольшая длина хода рабочих салазок, мм 1 250

3. Наибольший наружный диаметр обрабатываемой детали, мм 500

4. Наибольшая длина применяемой протяжки, мм 1 365

5. Скорость рабочего хода, м/мин. 1,5 г 12

6. Рекомендуемая скорость обратного хода, м/мин. 20

7. Скорость подвода протяжки, м/мин 11,2

8. Скорость отвода протяжки, м/мин. 18,8

9. Мощность электродвигателя главного привода, кВт 11

10. Суммарная мощность электродвигателей, кВт 11,386

11. Габаритные размеры, мм

12. длина 6 000

13. ширина 1 940 - высота 2 300

14. Масса, кг 3 600

5. Полуавтомат зубошлифовальный 5М841Ф11:

Назначение и область применения полуавтомата зубошлифовального 5М841 Ф11:

Полуавтомат зубошлифовальный, работающий коническим кругом, для цилиндрических зубчатых колес с УЦИ и предназначен на ором модели 5М841Ф11 предназначен для обработки эвольвентного профиля цилиндрических прямозубых и косозубых колес наружного зацепления.

Наименование параметров: Данные:

1. Наибольший наружный диаметр детали, мм 320 (400)

2. Наименьший диаметр окружности впадин, мм 30

3. Модуль мм наименьший наибольший

1,5(1,0) 8(10)

4. Число зубьев наибольшее наименьшее 250

5. Наибольшая ширина прямозубого венца, мм 165

6. Наибольший угол наклона зубьев, град 45

7. Наибольшая масса устанавливаемой заготовки, кг 300

8. Суммарная мощность установленных на полуавтомате двигателей, кВт 15,74

9. Расстояние между центрами, мм наибольшее 430 наименьшее 280

10. Расстояние от оси шлифовального круга до оси центров изделия, мм

Наибольшее 420

Наименьшее 170

11. Диаметр круглого стола, мм 280

12. Габаритные размеры (вместе с отдельно расположенными агрегатами . и электрооборудованием), мм

Длина 2850

Ширина 2315

Высота 2085

13. Масса, кг 8700

1.10 Выбор приспособления

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки необходимо правильно выбрать приспособления, которые должны способствовать повышению производительности труда, сокращая вспомогательное время, помогая избежать предварительную разметку и выверку при установке детали на станке.

Приспособления, применяемые при изготовлении «Шестерни» по данному технологическому процессу, приведены ниже:

1.11 Выбор режущего инструмента

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки, выбор режущего инструмента и размеров в значительной мере предопределяется методом обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точности обработки и качества поверхности детали. При выборе режущего инструмента необходимо стремиться применять стандартный инструмент, но иногда целесообразно следует применять специальный комбинированный - фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.

Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижения себестоимости обработки.

Выбор материала для режущего инструмента, материал обрабатываемой заготовки, режимы резания и тип производства тесно связаны между собой.

Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием и применяется при изготовлении различных деталей, формы обрабатываемых поверхностей, которых весьма разнообразны. Протяжкой можно обработать сквозные отверстия различной формы (рисунок 1), получить различные прямые или винтовые канавки и фасонные наружные поверхности, различные зубчатые секторы и т.д.

Рисунок 1 - Некоторые формы протягиваемых отверстий.

Протяжки позволяют получить поверхности высокой точности (7, 8-й квалитет) и низкой шероховатости (, ). Протягивание производительнее строгания, фрезерования развертывания в два, три и более раз. Высокая производительность процесса протягивания объясняется большой длиной режущих кромок зубьев протяжки, одновременно участвующих в работе.

Протяжки можно подразделить на две группы: одна для внутреннего протягивания, другая - для наружного протягивания.

Каждая группа включает самые разнообразные виды протяжек, соответствующие различной форме обрабатываемых поверхностей.

По конструктивному выполнению протяжки могут быть цельными и сборными (составными).

Инструмент, используемый при изготовлении данной детали приведен в таблице.

1.12 Выбор средств контроля

При выборе средств измерений в первую очередь должно учитываться допустимое значение погрешности для данного измерения, установленное в соответствующих нормативных документах.

В случае, если допустимая погрешность не предусмотрена в соответствующих нормативных документах, предельно допустимая погрешность измерения должна быть регламентирована в технической документации на изделие.

При выборе средств измерения должны также учитываться: допустимые отклонения; методы проведения измерений и способы контроля.

Главным критерием выбора средств измерений является соответствие средств измерения требованиям достоверности измерений, получения настоящих (действительных) значений измеряемых величин с заданной точностью при минимальных временных и материальных затратах.

Для оптимального выбора средств измерений необходимо обладать следующими исходными данными: номинальным значением измеряемой величины; величиной разности между максимальным и минимальным значением измеряемой величины, регламентируемой в нормативной документации; сведениями об условиях проведения измерений.

Если необходимо выбрать измерительную систему, руководствуясь критерием точности, то ее погрешность должна вычисляться как сумма погрешностей всех элементов системы (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей), в соответствии с установленным для каждой системы законом.

Предварительный выбор средств измерений производится в соответствии с критерием точности, а при окончательном выборе средств измерений должны учитываться следующие требования: к рабочей области значений величин, оказывающих влияние на процесс измерения; к габаритам средства измерений; к массе средства измерений; к конструкции средства измерений.

При выборе средств измерений необходимо учитывать предпочтительность стандартизированных средств измерений.

Калибрами называются бесшкальные меры, которые предназначены для контроля размеров, формы и расположения поверхностей деталей. По методу контроля калибры делят на нормальные и предельные. Нормальные калибры копируют размеры и форму изделий.Предельные калибры воспроизводят размеры, соответствующие верхней и нижней границам допуска на изделие.

При контроле используют проходной и непроходной предельные калибры. По конструкции предельные калибры делят на нерегулируемые и регулируемые.

Регулируемые калибры позволяют компенсировать их износ или устанавливать калибр на другой размер; предельные калибры могут быть однопредельными и двухпредельными, объединяющими проходной и непроходной калибры. Оба предельных калибра могут быть расположены с одной стороны. В этом случае предельные калибры называют односторонними.

1.13 Расчет режимов резания аналитическим способом

1. Токарная операция (Станок с ЧПУ 16К20ФЗ «Электроника НЦ- 31»)

Позиция А.

Переход 1. Торцевать на 1=33,5.

Резец проходной упорный с пластиной из твердого сплава Т15К6. Тело резца ВЧН =16Ч25. Сталь 45. L=80 мм.

t=l,5MM, .

S=0,6 мм\об,

x=0,15;y=0,35;m=0,20;

C_v=350;

K=1; K = K_mr X K_nv x K_uv;

Kp = КмрКцрКгрКлрКrр;

Кр = 1Ч1Ч1,1Ч1Ч0,93 = 1;

Ср = 300; х = 1; = 0,75; п = -0,15;

Pz = 10ЧCpЧЧЧЧKp=10Ч300ЧЧЧ1=1224 (H);

? Pcm.;

Перебег? = 1…3(1мм);

Врезаниеy= ctgцЧt=1Ч1,5=1,5;

L=?+y=33,5+1+1,5=36 (мм);

I=1;

Позиция Б.

Переход 2. Торцевать в размер l=32h6; Резец Т15К6 проходной упорный.

T=1,5

S = 0,6мм/об.;

х = 0,15; у = 0,35; т = 0,20;

Cv = 350;

Kv = 1;

Kp = КмрКцрКгрКлрКrр;

Кр = 1x1x1,1x1x0,93 = 1;

Ср = 300; х = 1; = 0,75; п = -0,15;

Pz = 10ЧCpЧЧЧЧKp=10Ч300ЧЧЧ1=1224 (H);

Перебег? = 1…3(1мм);

Врезаниеy= ctgцЧt=1Ч1,5=1,5;

L=?+y=32+1+1,5=34,5;

I=1;

2. Операция протягивания (Станок 7A523)

Позиция А.

Переход 3. Обработать отверстие протягиванием ?28h6;

Припуск 1мм, 1=32;

Протяжка круглая переменного резания из Р18;

Подача черновых зубьев на сторону = 0,07 мм\зуб;

Шаг черновых зубьев = 12мм;

Число зубьев в секции =2; Общая длина протяжки L=570 мм;

длина протяжки до первого зуба =265 мм;

Протяжка: г= 20°;б = 3°;б = 2°;чист. Зуб.; б = 1°;калибр. Зуб.;

Ra = 0,63;

Смазочно-охлаждающая жидкость - сульфофрезол;

Р (сила резания) -?IpKp;

Kpm = 1; Kpp=1;Kpk=1;K=1;

?lp=рD;

P = q₀ ?1рКрмКроКррКрк = 14,19Ч132Ч1Ч1Ч1Ч1 = 1879кгс ;

В СИ P = 9,81x1879 = 18374(H);

Станок 7A523 Q = 1000 кгс;

Р ? Q; 1879 < 10000. Протягивание возможно.

V= 8 м/мин;

Vдоп. = ;

Ng =18,5 kBm; KПДз =0,85;

V ?

V = 8 м/мин ? 0,13 м/с ;

Тм = 68;

Тм.н. = ТмКтвКтрКтмКтоКтдКтз;

Тм.н. = 68Ч1Ч1Ч1Ч1Ч1Ч1 = 68м;

q - число одновременно обраб. заготовок;

- коэффициент

ускоренного обратного хода; i - число ходов.

Длина раб. хода протяжка Lpx = ln + l + Idon.;

раб. часть ln = L- l₁ =570-265 = 305мм;

Перебег Idon...30...50; берем Idon. = 50мм;

Lpx = 305 + 32 + 50 = 387мм;

Станок 7А523 скорость обратного хода V₀.x. = 20м\мин;

3. Токарная операция.

Позиция А.

Переход 4: Точить 048Н8 (чистовая). Снять фаски. 1=2. Ra=0,63;

Cv=420; K = 0,15; y = 0,20; m = 0,20; Kv = 1Ч0,8Ч1=0,8;

S = 0,6 мм/об;

Kp = 1Ч0,89Ч1,1Ч 1Ч0,93=0,8;

Cp = 300; x=1; y=075; n=-015;

Pz=10Ч300ЧЧЧЧ0,8 = 1680(H);

Перебег ? =1…3(мм);

Вреаниеy = ctgцЧt =1Ч2 = 2;

L=l+?+y=2+1+2=5;

i=3;

Переход 5: Точить 058 (чистовая) на 1=12;

Припуск под зубодолбление 0,6 м.

Резец проходной упорный Т15К6;

Cv = 420; х = 0,45; у = 0,20; т = 0,20; Kv =1Ч0,8 Ч 1 = 0_,8;

Кр = 1Ч0,89Ч1,1Ч1Ч0,93 = 0,8;

Ср = 300; х = 1; y= 0,75; n= -0,15;

Pz = 10Ч 300 Ч 1¹ Ч 0,6^0,75 Ч 143^-0'¹⁵ Ч 0,8 = 672(H);

Перебег ? =1…3 = 1;

Вреаниеy = ctgцЧt =1Ч1 = 1;

L=12+1+1=14;

i=1;

Позиция Б.

Переход 6:

Точить ?46Н8 (чистовая) на 1=18; снять фаски. Т15К6.

S = 0,6мм/об;

Cv = 420;х = 0,15; у = 0,20; т = 0,20;Kv = 1Ч0,8Ч1 = 0,8; 42

Кр = 1Ч0,89Ч1,1Ч1Ч0,93 = 0,8;

Ср = 300; х = 1; y = 0,75; n= -0,15;

Pz = 10Ч 300 Ч 2,3 Ч 0,6^0,75 Ч 130^-0'¹⁵ Ч 0,8 = 1932(H);

Перебег ? =1…3 = 1;

Вреаниеy = ctgцЧt =1Ч2,3 = 2,3;

L=18+1+2,3=21,3;

i=3;

4. Фрезерная операция.

Позиция А.

Переход 7:

Нарезать зубья z =27; m =2; методом обкатки. Ra 1,25; b=20 мм; Дисковый прямозубый долбяк с модулем m =2 мм; Р18; г =5; Km_s = 0,9; S=0,225 мм\дв ход;

Sрад=0,036 мм\дв ход; Т=240 мин; V=39 м\мин;

5. Сверлильная операция.

Позиция А.

Переход 8:

Сверлить ?5.

t =0,5D;

t = 2,5;

Перебег ? =1…3 = 2 мм;

Вреаниеy =0,4D = 2;

L=9+2+2=13 мм;

5. Операция шлифовальная.

Позиция А.

Переход 9:

d=58; 1=12 мм; длина шестерни =32; Ra=0,63 мкм; припуск на сторону 2 мм; Характеристика круга: МЗ-СМ1;

Зернистость 40; К8; структура А5; тип 2П; класс А; скорость 35 м\с;

Маркировка круга: 2П 40МЗ-СМ1К8 35 м\с;

= 600 мм;

у круга = 600; =1112;

Поп. подача

По справочнику

C_N = 2,65; r = 0,5; х = 0,5; у = 0,55; q = 0;

L - длина хода стола; перебег круга на каждую сторону = 0,5 L = 1 = 210 мм; h = припуск на сторону, h = 0,2 мм; определены в ходе решения примера; К - коэффициент точности, учитывающий время на «выхаживание». К =1,4;

1.14 Расчет нормы времени

По справочнику Н.А. Силантьевой и В.Р. Малиновского «Техническое нормирование труда в машиностроении».

1. Токарная операция. Установка А:

Переход 1:

Kt_e . поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от серийности работы. ^_б = 1,15.

^ в. у cm - вспомогательное время на установку и снятие детали в патроне, крепление ключом без выверки при массе детали до 5 кг ^ в. у cm = 0,37.

Вспомогательное время, связанное с переходом в.пер = 0,75 (по справочнику)

Закрыть или открыть щиток ограждения от стружки (2 раза) К.щитш = 0,03 х 2 = 0,16 мин.

Изменить частоту вращения шпинделя (2 раза) K.donl = 0,08 х 2 = 0,16 мин.

Изменить величину подачи (2 раза) K.doni⁼ 0,07 х 2 = 0,14 мин.

Сменить резец поворотом резцовой головки (2раза) К.допЪ⁼ 0,07 х 2 = 0,14 мин.

Итого К.доп = 0,06 + 0,16 + 0,14 + 0,14 = 0,5 мин. Суммарное вспомогательное время на операцию:

Т_в = К_уст + t_enep + t_edon = 0,37 + 0,75 + 0,50 = 1,62 мин.

С учетом коэффициента сменности T_eKt_e = 1,62x1,15 = 1,86 мин.

Время на обслуживание рабочего места -- 4%

Время на отдых и личные потребности СС_(Ш1 =4% Штучное время

Т_ш =(Т₀ +Т_вт_в)[\+(а_обс +ос_ат)1\Щ = (0,067+1,86)[1+(4+4)/100] = 2,08 мин.

Установка Б:

Переход 2:

По справочнику :

=1,15

=0,37 мин

=0,75 мин=0,16 мин

=0,16 мин. =0,14 ми. =0,14 мин,

=0,16+0,14+0,14=0,5мин.

=++=0,37+0,75+0,50=1,62мин

=1,62*1,15=1,86мин

=(0,064+1,86)[1+(4+4)/100]=2.07мин.

2. Операция протягивания.

Установка А:

Переход 3:

=1,15

=(0,15+0,23)*1,15=0,44.

=()[1+(+)/100]=(0.067+0.44)[1+0.08]=0.54мин.

3. Токарная операция.

Установка А:

Переход 4:

=1,15

=0,37 мин

=0,75 мин

=0,16 мин. =0,14 ми. =0,14 мин,

=0,16+0,14+0,14=0,5мин.

=++=0,37+0,75+0,50=1,62мин

=1,62*1,15=1,86мин

=(0,036+1,86)[1+0.08]=2.04мин

Переход 5:

=1,15

=0,37 мин

=0,75 мин

=0,16 мин. =0,14 ми. =0,14 мин,

=0,16+0,14+0,14=0,5мин.

деталь шестерня режущий отверстие

=++=0,37+0,75+0,50=1,62мин

=1,62*1,15=1,86мин

=(0,030+1,86)[1+0.08]=2.04мин

Установка Б:

Переход 6:

=1,15

=0,37 мин

=0,75 мин

=0,16 мин. =0,14 ми. =0,14 мин,

=0,16+0,14+0,14=0,5мин.

=++=0,37+0,75+0,50=1,62мин

=1,62*1,15=1,86мин

=(0,154+1,86)[1+0.08]=2.17мин.

4.Фрезерная операция.

Установка А:

Переход 7:

=0,65 мин.

=0,12мин.- время на проход.

=0,05мин.-время на установку и снятие щитка.

=+=0,65+0,12+0,05=0,82мин.

=0,82*1,52=1,25мин.(с учетом коэффициента серийности)

=()[ 1+(+)/100]=(29.7+1.25)*1.08=33.42

5.Сверлильная операция.

Установка А:

Переход 8:

=1,15

=0,2 мин.

=0,09 мин.

=2*0,03=0,06.

=0,8.

=0,15.

=+++=0,2+0,09+0,06+0,8+0,15=1,3мин.

=()[ 1+(+)/100]=(0,041+1,5)*1,08=1,66мин.

6.Шлифовальная операция.

Установка А:

Переход 9:

=1,52

==0,26.

=(0,26+0,49)*1,52=1,14.

Время на техническое обслуживание рабочего места:=/Т

-время на одну правку. =2,3мин.

Т-период стоикости круга.Т=33мин.

=2,3*3,1/33=0,21.

(3,1+1,14)[1+(1+5)/100]+0.21=4.7 мин.

Общее время:50,72мин.

1.15 Производственная санитария и техника безопасности на данном производстве

Производственная санитария и техника безопасности

Основной задачей производственной санитарии является изучение причин, условий и производственных факторов, отрицательно влияющих на здоровье работающих, подготовка мероприятий, направленных на предупреждение профессиональных заболеваний, оздоровление условий труда и повышение его производительности. vB соответствии с системой стандартов безопасности труда (ССБТ) условия труда характеризуются отсутствием или наличием опасных и вредных производственных факторов. Опасным считается фактор, воздействие которого на работающего может привести к травме, вредным - к заболеваниям. Обе категории опасных производственных факторов можно подразделить на четыре группы: физические, к которым относятся шум, пыль; вибрация, жара, холод и др. Воздействие этих факторов может привести к таким заболеваниям, как глухота, туберкулез, солнечный удар, обморожение; химические (газ, ядовитые вещества), которые могут вызвать острые и хронические отравления, пневмосклерозы и др.; биологические, являющиеся причиной инфекционных заболеваний, связанных с попаданием в организм человека болезнетворных микроорганизмов (грипп, менингит, холера, дифтерия и др.); психофизиологические, которые могут вызвать физические и нервные перегрузки, приводят к таким заболеваниям, как грыжа, расширение вен, расстройство нервной системы, инфаркт и др. В зависимости от степени воздействия перечисленных факторов на работающих строительные работы классифицируют как тяжелые, вредные, особо тяжелые и особо вредные. Классификация работ приводится в ЕНиР (общая часть).

При проектировании строительных процессов предусматривают: невозможность контакта работающих с вредными материалами и отходами производства или своевременное удаление таких отходов; замену технологических операций с опасными и вредными условиями труда операциями, в которых эти факторы отсутствуют; рациональную организацию труда и отдыха; внедрение механизации, комплексной механизации и автоматизации.

В качестве мероприятий по борьбе с опасными и вредными факторами на строительном объекте должны быть предусмотрены необходимые помещения бытового назначения, здравоохранения, питания и культурного обслуживания с температурой в помещении 12...22 °С, влажностью 40...60%, двух- или четырехразовым обменом воздуха в 1 ч. Для борьбы с пылью в качестве средств коллективной защиты могут использоваться: механизация процессов, например дробления и помола; размещение их в изолированных помещениях; поливка внутрипостроечных дорог и др. В качестве индивидуальных средств защиты могут использоваться противогазы, респираторы, противопылевая одежда, защитные очки и др.

Для борьбы с токсичными веществами устанавливают системы газоулавливателей и нейтрализаторов, применяют средства индивидуальной защиты, инструктируют персонал строек.

Для борьбы с влиянием шума и вибрации используют усовершенствованные строительные машины и технологические процессы, применяют звукоизолирующие и звукопоглощающие материалы, средства индивидуальной защиты (шлемы, наушники, виброгасящая обувь, спецперчатки и т.п.).

Безвредным для человека уровнем шума считается 70 дБ. Предельно допустимые значения местных вибраций 20... 100 Гц с амплитудой колебания 1,5...0,005 мм.

До начала работы необходимо проверить:

наличие и исправность ограждений движущихся элементов станка, а также токоведущих частей электрической аппаратуры.

6. ограждение для защиты от стружки и охлаждающей жидкости.

7. не повреждены ли открытые участки электропроводки, не оборван ли проводник электрического заземления станка.

исправно ли действуют пусковые, остановочные, реверсивные устройства: устройства переключения скоростей.

8. исправность режущего и вспомогательного инструмента и надёжность фиксаций его в инструментальном магазине.

Каждый рабочий должен знать и соблюдать технику безопасности.

2.Конструкторская часть

2.1 Конструкция и расчёт приспособления

Быстродействие зажимных механизмов повышают применением механизированного или автоматизированного привода, откидных планок, быстросъемных шайб, байонетных и других устройств. Разрабатывают зажимные механизмы с обратной связью по силовым параметрам обработки.

Величину сил зажима и их направление определяют с учетом сил, действующих на заготовку (деталь).

Сила Q зажима направлена противоположно силе P_z резанья. В этом случае Q P_z. Учитывая, что в процессе работы режущей инструмент затупляется, а механические свойства обрабатываемого материала и величина припуска могут измениться, силу зажима увеличивают в 2 - 2,5 раза.

Где - µ = 0,096 , Q - сила зажима обеспечивающие зажим заготовки.

2.2 Конструкция и расчёт режущего инструмента

Рассчитать и сконструировать круглую протяжку для обработки цилиндрического отверстия диаметром D= 28H7^(+0,021) и длинной l_и = 30 в заготовке шестерни из стали 45 с пределом прочности у_в = 700 МПа (70 кгс/мм²). Отверстие протягивают после растачивания отверстия D₀ = 27H11^(+0.13) на станке ЧПУ 16К20Ф3. Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующийся.

Припуск на диаметр под протягивание А = D - D₀ = 28 - 27 =1 мм. Припуск под протягивание отверстий и значение допусков на изготовлению изготовление предварительных отверстий могут быть определены: для цилиндрических отверстий и для прямоугольных отверстий.

Подъем на зуб на сторону s_z = 0,03 мм.

Между режущими калибрующими зубьями делают несколько (два - четыре) зачищающих зубьев с постоянно убывающим подъемом на зуб. Для нашей заготовки принимаем z₃ = 3 и распределяем подъем на зуб следующим образом: мм; мм; мм.

Площадь сечения впадины между зубьями должна отвечать условию:

где k = 3 - объемный коэффициент заполнения впадины; F_в - площадь сечения впадины, мм; F_c = l_иS_z = 30 * 0,03 = 0,9 мм².

Находим F_B = k*F_c = 3 * 0,9 = 2,7 мм²

Шаг калибрующих зубьев t_k круглых протяжек принимаем равным 0,6 - 0,8 шага режущих зубьев.

T_k = 0,8t = 0,8 * 5 = 4 мм.

Для получения лучшего качества обрабатываемой поверхности шага режущих зубьев протяжки делается переменным: от t + (0,2 1) до t - (0,2 1 мм). Принимаем изменение шага 0,2 мм. Тогда из двух смежных шагов один равен 4 + 0,2 = 4,2 мм, а второй 4 - 0,2 = 3,2 мм. Фаска f на калибрующих зубьях плавно увеличивается от первого зуба к последнему с 0,2 до 0,6 мм.

Геометрические параметры режущих калибрующих зубьев выбираем по литературе [12, 16, 17] : г = 15^о; б = 3^о30'; б_к = 1^о. Предельное отклонение передних углов всех зубьев 2^о, задних углов режущих зубьев 30', задних углов калибрующих зубьев 15'.

Максимальное число одновременно работающих зубьев

z_max = + 1 = + 1 = 7,5

Определяем размеры режущих зубьев. Диаметр первого зуба принимаем равным диаметру передней направляющей части: D_з = D - A = 14 - 1 = 13 мм. Диаметр каждого последующего зуба увеличиваем на 2s_z. На последних трех зачищающих зубьях постепенно уменьшаем.

Диаметр калибрующих зубьев D_k = D_max ± д = 14,021 - 0,005 = 14,016 мм, где D_max = 14,021 мм - максимальный диаметр обрабатываемого отверстия; д - изменение диаметра отверстия после протягивания; при увеличении диаметра отверстия берется знак «-», а при уменьшении - знак «+»; д определяем для каждого материала и толщины стенок протягиваемой заготовки опытным путем. В большинстве случаев при протягивании заготовок из стали увеличение диаметра отверстия 0,005 - 0,01 мм; при протягивании заготовок из вязких сталей уменьшение достигает 0,01 мм.

Число режущих зубьев подсчитывают по формуле;

Z_p = = (23),

где А - припуск на протягивание; А = D - D_з = 14 - 13 = 1 мм;

z_p = + 2 = 18.

Принимаем z_р = 17 (см. п. 7).

Длина протяжки от торца хвостовика до первого зуба принимают в зависимости от размеров патрона, толщины опорной плиты, приспособления для закрепления заготовки, зазора между ними, длины заготовки и других элементов: l₀ = l_B + l_c +l_п + l_H, где l_B - длина входа хвостовика в патрон, зависящая от конструкции патрона; принимаем l_н = 120 мм; l_з - зазор между патроном и стенкой опорной плиты станка, равный 5-20мм; принимаем l_з = 15 мм; l_c - толщина стенки опорной плиты протяжного станка; принимаем l_c - 65 мм; l_п - высота выступающей части планшайбы; принимаем l_п - 30 мм; l_н - длина передней направляющей (с учетом зазора Д); l_н = (0,75 1) l_и = 50 мм. Находим l₀ = 120 + 15 + 65 + 30 + 50 =280 мм. Длину хвостовика надо проверить графически во время вычерчивания рабочего чертежа протяжки. Затем длина l₀ должна быть проверена с учетом длины протягиваемой заготовки: l₀ ? l_c; Принимаем l₀ = 280 мм.

Выбираем конструктивные размеры хвостовой части протяжки. По ГОСТ 4044 - 70* принимаем хвостовик типа 2, без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью: d₁ 22_e8_(-0,040); d₂ = 17_c11_(-0,095); d₄ = 22 - 1 = 21 мм; с = 0,5 мм; l₁ = 140 мм; l₂ = 25 мм; l₃ = 25 мм; l₄ = 26 мм; l₅ = 27 мм; r₁ = 0,3 мм; r₂ = 1 мм; б = 30⁰; диаметр передней направляющей d₅ принимаем равным диаметру предварительного отверстия заготовки с предельным отклонением по e8: d₅ = 24е8_(-0,040); длину переходного конуса конструктивно принимаем l_k = 65 мм; длину передней направляющей до первого зуба - l_н = l_и +25 = 50 + 25 = 75 мм. Таким образом, полная длина хвостовика l₀ = l₁ + l_k + l_н = 140 +65 + 75 = 380 мм.

Диаметр задней направляющей протяжки должен быть равен диаметру протяжного отверстия с предельным отклонением по f7.

Определяем общую длину протяжки: L₀ = l₀ + l_p + l₄ + l_k + l_з, где l₀ = 280 мм; l_p - длина режущих зубьев: l_p = tz_p = 7 * 17 = 119 мм; l₄ - длина зачищающих зубьев: l₄ = tz₃ = 7 * 3 = 21 мм; l_k - длина калибрующих зубьев: l_k = t_kz_k = 5,6 * 6 = 34 мм; l_з - длина задней направляющей. Этот диаметр равен наименьшему диаметру протянутого отверстия: D_и = D_minH7 = 25 мм, выполненным с полем допуска f7, т.е D_и = 25f7_(-0.020); l_з = 25 мм. Тогда L₀ = 280 + 319 + 51 + 84 + 25 = 820. Принимаем L₀ = 820j_s 17 ( 3,15).

Если общая длина протяжки превышает наибольшую длину хода станка, то делают комплект протяжек. Общее число режущих зубьев делят на принятое число проходов. Диаметр первого режущего зуба протяжки данного прохода принимают равным диаметру калибрующих зубьев протяжки предыдущего прохода.

Максимально допустимая сила резания:

P_zmax = 9,81 C_ps_z^x D_zmax k_y k_c k_и;

P_zmax = 9,81 * 180 * 0,05 * 25 * 8 = 18374(H)

Если полученная сила P_zmax превышает тяговую силу станка, приведенную в его паспортных данных, необходимо уменьшить z_max (т.е увеличить шаг зубьев) или уменьшить подъем на зуб s_z. В данном случае тяговая сила станка равна 10000 кгс; следовательно, обработка возможна.

2.3 Конструкция и расчёт средств контроля

Рассчитать исполнительные размеры рабочего калибра для контроля отверстия, построить схему расположения полей допусков калибра.

Определяем по стандарту СТСЭВ 144 -75 предельные отклонения изделия.

Ш 28Е9

Определить предельные размеры изделия.

Наибольший предельный размер отверстия

D_max = 28,035

Наименьший предельный размер отверстия

D_min = 28,014

Определяем номинальные размеры калибра. Номинальные размеры калибра определяем руководствуясь схемой расположения полей допусков калибра стандарт СТСЭВ 157 - 75

Номинальный размер рабочего калибра проходная сторона:

Р - ПР = D_min + 28,014 + 0,009 = 28,023 мм

Z - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия.

Номинальный размер рабочего калибра, непроходная сторона:

Р - НЕ = D_max = 28,035 мм

Определяем исполнительные размеры калибра. Исполнительные размер рабочего калибра, проходная сторона новая:

Р - ПР_новая = (D_min + Z) ± = (28,014 + 0,009) ± = 28,023 ± 0,002 = 28,025_-0,004

Исполнительный размер рабочего калибра, проходная сторона изношенная:

Р - ПР_изнош = D_min - У = 28,023 - 0 = 28,023

У - допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия.

Исполнительный размер рабочего калибра, непроходная сторона:

Р - НЕ = D_max ± = 28,035 ± = 28,035 ± 0,002 = 28,037_-0,004

Строим схему расположения полей допусков калибра. Согласно стандарта СТСЭВ 157 - 75 схема расположения полей допусков рассчитанного калибра.

Выбираем масштаб: 1МКМ = 0,4мм

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Определение типа производства

3.1.1 Приведённая программа выпуска деталей определяется по формуле

= , где

Т - трудоёмкость годового выпуска деталей, выпускаемых на данном участке (100 000 - 150 000 н/час.);

Уt_шт - суммарное штучное время изготовления одной детали.

3.1.2 Коэффициент серийности определяется по формуле

= , где

N - приведённая программа;

N_г - годовая программа выпуска деталей на которые разработан технологический процесс.

При: К_сер - 2 ч 10 - крупносерийное производство;

- 11 ч 20 - среднесерийное производство;

- свыше 20 - мелк...