Изготовление цилиндрического редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Стр.57, табл.20, рис.6.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, СБОРКА, ДЕТАЛЬ, БАЗИРОВАНИЕ, ЗАГОТОВКА, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ, ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕДУКТОР, МАРШРУТ, ПРИПУСК, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ, НОРМИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ.

В курсовом проекте разработаны: технологический процесс сборки цилиндрического 2-х ступенчатого редуктора КП - ИГЭУ - ТП - 450 - 13 - 7 - 12 и технологической процесс обработки зубчатого колеса п.11.

Содержание

Реферат

Введение

1. Общая часть

1.1. Формулировка цели и задач курсового проекта

1.2. Режимы работ предприятия и фонда времени

1.3. Определение типа производства

1.4. Расчеты по программе выпуска

2. Разработка технологического процесса сборки цилиндрического редуктора

2.1. Описание работы цилиндрического редуктора

2.2. Служебное назначение цилиндрического редуктора

2.3. Критический анализ ТТ на редуктор

2.4. Размерный анализ конструкции редуктора

2.5. Формулировка ТТ на редуктор

2.6. Метод контроля основных ТТ на сборку

2.7. Анализ технологичности конструкции редуктора

2.8. Выбор вида и формы организационного процесса сборки

2.9. Проектирование схемы сборки редуктора

2.10. Составление карт ТП сборки. Нормирование

2.11. Циклограмма сборки

2.12. Определение количества рабочих мест и числа рабочих

2.13. Синхронизация операций ТП сборки

2.14. Планировка участка сборки (место сборщика)

3. Разработка ТП изготовления цилиндрического колеса

3.1. Служебное назначение зубчатого колеса

3.2. Критический анализ ТТ на колесо

3.3. Формулировка ТТ на колесо

3.4. Методы контроля основных ТТ на колесо

3.5. Анализ технологичности конструкции

3.6. Выбор вида и формы организации производства

3.7. Выбор исходной заготовки и метода её получения

3.7.1. Выбор исходной заготовки

3.7.2. Выбор метода получения заготовки

3.8. Выбор ТБ и требований последовательности обработки заготовки

3.8.1. Анализ вариантов базирования

3.8.2. Определение последовательности обработки поверхности заготовки

3.9. Выбор способов обработки и определение количества переходов

3.10. Технологический маршрут изготовления колеса

3.11. Расчет припусков, межпереходных размеров, допусков

3.12. Уточнение оборудования

3.13. Выбор технологической оснастки

3.14. Выбор СОТС

3.15. Расчет режимов резания

3.16. Нормирование операций ТП

Список используемой литературы



Введение

В настоящее время в нашей стране сложилась такая ситуация, что развитие промышленности является самой приоритетной задачей. Для того, чтобы Россия заняла достойное место среди ведущих мировых держав, в ней должны создаваться новые, более совершенные предприятия, оснащенные новейшим оборудованием и современными технологическими процессами.

Человечество постоянно испытывают потребности в новых видах продукции.

В общих случаях эти потребности могут быть удовлетворены только с помощью новых технологических процессов и новых машин. Следовательно, стимулом к созданию новой машины всегда является новый технологический процесс.

В этой работе разрабатываются технологические процессы с учетом всех перечисленных характеристик производства и возможностью изготовления данных деталей.



1. Общая часть

1.1Формулировка цели и задач курсового проекта

Целью данного курсового проекта является изготовление цилиндрического редуктора. Для достижения заданной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать ТП сборки цилиндрического редуктора.

2. Разработать ТП изготовления зубчатого колеса.

1.1. Режим работы предприятия и фонды времени

Номинальный годовой фонд времени, и оборудование составляет для одной единицы оборудование двухсменный режим работы: 4060 ч. [1].

Действительный годовой фонд времени рабочего [1]:

· продолжительность рабочей недели - 40 ч.;

· основного отпуска - 24 дня;

· годовой фонд времени рабочих номинальный - 2018 ч.;

· потери от номинального фонда - 12%;

· годовой фонд времени рабочих эффективный - 1775 ч.

1.2 Определение типа производства

Принимаем среднесерийный тип производства, в зависимости от массы детали и годового выпуска, т.к. масса детали свыше 10 кг и годовой выпуск детали 1500 шт., согласно [1] при массе более 10 кг и программе выпуска 300ч25000 шт. в год, тип соответствует выбранному.



1.3 Расчет по программе выпуска

Срок выпуска изделия С (шт.) зависит от годовой программы N_г и программы по неизменным чертежам N_н.ч. Таким образом, необходимо подсчитать срок выпуска изделия, для этого:

.

N_н.ч. =4000шт.

N_ч. =200шт.

Такт выпуска:

F_д=4060 (часов) - действительный фонд работы оборудования.

N_г=1500 (штук) - годовая программа.

Программа выпуска в месяц N_м (шт.) определяется по формуле:

Программа в смену N_см (шт.) определяется по формуле:

.

Принимаем N_см=4 шт.

Р- количество рабочих смен в месяце. (22 - количество дней в месяц, а при двухсменной работе принимается 44 дня).

Величина партий деталей n (шт.) определяется по формуле:

.

К_зап=12 - количество запусков изделия в год [1].

Вывод: таким образом принимается среднесерийное производство сроком выпуска изделия 2 года с использование оборудования - металлорежущие станки с ЧПУ.

2. Разработка технологического процесса сборки цилиндрического редуктора

2.1 Описание работы цилиндрического редуктора

Вращение передается от асинхронного двигателя модели 4А110L2 через муфту МУВП с передаваемым моментом [ф]=125МПа на входной вал редуктора, от входного вала на промежуточного через цилиндрическую косозубую пару с передаточным отношением u=4. С промежуточного вала через цилиндрическую косозубую пару колес передаточным отношением u=2,8 на выходной вал редуктора. Далее от выходного вала редуктора через МУВП на винтовой конвейер.

2.2 Служебное назначение цилиндрического редуктора

Цилиндрический редуктор предназначен для понижения частоты вращения с n₁=2898 мин^-1до n₂= 724,5 мин^-1, и повышения крутящего момента с Т= 94,5 Н*м до Т= 1832 Н*м для работы в заданном диапазоне:

· влажность50ч 70%;

· температура окружающей среды+10 ч +30єС;

· атмосферное давление750мм. рт. ст.;

· запыленности не более0,2 мг/м³.

2.3 Критический анализ ТТ на редуктор

В виду отсутствии на сборочном чертеже технических требований, критический анализ не выполняется.



2.4 Размерный анализ конструкции редуктора

Задание1: Размерный анализ редуктора входного конца вала, монтажная высота [9].

А_Д - обеспечить при сборке монтажную высоту входного конца вала; T_АД=0,1мм.

А₁ - радиус входной шейки вала; Т_А1=0,0065 мм.

А₂ - соосность между входной шейкой вала и опорной шейки вала; Т_А2=0,006мм.

А₃ - соосность между внутренним кольцом подшипника и наружным кольцом подшипника; Т_А3=0,007 мм.

А₄ - соосность наружной поверхности подшипника и оси отверстия корпуса; Т_А4=0,05 мм.

А₅ - расстояние между осью отверстия корпуса и основания; Т_А5=0,03 мм.

УТ_Аi=0,0065+0,006+0,007+0,05+0,03=0,0995 мм.

УТ_Аi<T_АД - метод полной взаимозаменяемости подходит.

Вывод: данная точность достигнута методом полной взаимозаменяемости.

Задание2:Размерный анализ редуктора входного конца вала, монтажная высота[9].

Б_Д - обеспечить при сборке монтажную высоту входного конца вала; T_БД=0,15мм.

Б₁ - радиус выходной шейки вала; Т_Б1=0,0295 мм.

Б₂ - соосность между выходной шейкой вала и опорной шейки вала; Т_Б2=0,006мм.

Б₃ - соосность между внутренним кольцом подшипника и наружным кольцом подшипника; Т_Б3=0,0085 мм.

Б₄ - соосность наружной поверхности подшипника и оси отверстия корпуса; Т_Б4=0,06 мм.

Б₅ - расстояние между осью отверстия корпуса и основания; Т_Б5=0,035 мм.

УТ_Бi=0,0295+0,006+0,0085+0,06+0,035=0,139 мм.

УТ_Бi<T_БД - метод полной взаимозаменяемости подходит.

Вывод: данная точность достигнута методом полной взаимозаменяемости.

Задание3:Контроль радиального биения входного конца вала [9].

В_Д - соосность наружной шейки и оси отверстия корпуса; Т_ВД=0,1 мм.

В₁ - соосность между входной шейкой вала и опорной шейки вала; Т_В1=0,006мм.

В₂ - соосность между внутренним колесом подшипника наружным кольцом подшипника; Т_В2=0,007 мм.

В₃ - соосность наружной поверхности подшипника к оси отверстия корпуса; Т_В3=0,005 мм.

УТ_Вi=0,006+0,007+0,005=0,018 мм.

УТ_Вi<T_ВД - метод полной взаимозаменяемости подходит.

Вывод: данная точность достигнута методом полной взаимозаменяемости.

Задание 4:Контроль радиального биения выходного конца вала [9].

Г_Д - соосность наружной шейки и оси отверстия корпуса; Т_ГД=0,115 мм.

Г₁ - соосность между выходной шейкой вала и опорной шейки вала; Т_Г1=0,006мм.

Г₂ - соосность между внутренним колесом подшипника и наружным кольцом подшипника; Т_Г2=0,0085 мм.

Г₃ - соосность наружной поверхности подшипника к оси отверстия корпуса; Т_Г3=0,06 мм.

УТ_Гi=0,006+0,0085+0,06=0,745 мм.

УТ_Гi<T_ГД - метод полной взаимозаменяемости подходит.

Вывод: данная точность достигнута методом полной взаимозаменяемости.

Задание 5: Совпадение делительных диаметров шестерни и колеса [9].

Д_Д - совпадение делительных диаметров шестерни и колеса; Т_ДД=0,34 мм.

Д₁ - радиус делительной окружности зубчатого колеса; Т_Д1=0,025 мм.

Д₂ - соосность делительного диаметра зубчатого колеса и осью отверстия; Т_Д2=0,049 мм.

Д₃ - соосность оси опорной шейки вала и наружного кольца подшипника; Т_Д3=0,05 мм.

Д₄ - соосность наружного кольца подшипника и оси отверстия; Т_Д4=0,015 мм;

Д₅ - расстояние между осями отверстия; Т_Д5=0,054 мм.

Д₆ - соосность оси отверстия и наружного кольца подшипника; Т_Д6= 0,015 мм.

Д₇ - соосность наружного кольца подшипника и внутренним кольцом подшипника; Т_Д7=0,05 мм.

Д₈ - соосность опорной шейки вала и шейки под колесом; Т_Д8=0,05 мм.

Д₉ - соосность оси отверстия зубчатого колеса с осью делительного диаметра; Т_Д9=0,02 мм.

Д₁₀ - делительный радиус колеса; Т_Д10=0,010 мм.

УТ_Дi=0,025+0,049+0,05+0,015+0,054+0,015+0,05+0,05+0,02+0,01=0,338 мм.

УТ_Дi<T_ДД - метод полной взаимозаменяемости подходит.

Вывод: данная точность достигнута методом полной взаимозаменяемости.

Задание6: Расположение пятна-контакта цилиндрической косозубой передачи [9].

Е_Д - обеспечение симметричности расположения пятна контакта (по ширине); Т_ЕД=1,5 мм.

Е₁ - расстояние оси симметрии шестерни к торцу; Т_Е1=0,12 мм.

Е₂ - ширина мазеудерживающего колеса; Т_Е2=012 мм.

Е₃ - ширина подшипника; Т_Е3=0,05 мм.

Е₄ - ширина крышки от торца до фланца; Т_Е4=0,15 мм.

Е₅ - ширина прокладки; Т_Е5=0,12мм.

Е₆ - расстояние между торцами в корпусе; Т_Е6= 0,15 мм.

Е₇ - толщина прокладки; Т_Е7= 0,12 мм.

Е₈ - расстояние от фланца до торца крышки; Т_Е8=0,12 мм.

Е₉ - ширина подшипника; Т_Е9=0,06 мм.

Е₁₀ - ширина мазеудерживающего колеса; Т_Е10=0,12 мм.

Е₁₁ - ширина распорной втулки; Т_Е11=0,12 мм.

Е₁₂ - от торца ступицы к торцу; Т_Е12= 0,12 мм.

Е₁₃ - от торца ступицы к оси симметрии колеса; Т_Е13= 0,12 мм.

УТ_Еi=0,12+0,12+0,05+0,15+0,12+0,15+0,12+0,12+0,06+0,12+0,12+0,12+0,12 = =1,49 мм.

УТ_Еi<T_ЕД - метод полной взаимозаменяемости подходит.

Вывод: данная точность достигнута методом полной взаимозаменяемости.

2.5 Формулировка ТТ на редуктор

При изготовлении редуктора необходимо выдержать следующие технические требования [16,17]:

1. Монтажная высота входного конца вала 275±0,1мм.

2. Монтажная высота выходного конца вала 108±0,15 мм.

3. Радиальное биение конца входного вала не более 0,1 мм.

4. Радиальное биение конца выходного вала не более 0,15 мм.

5. Совпадение делительного диаметра шестерни и колеса, допустимое отклонение 0,34 мм.

Т_j=j_max-j_min;

T_jД=T_j/2sin20є.

6. Симметричность расположения пятна контакта (по ширине), допустимое отклонение 1,15 мм.

Первая передача [2,15].

Степень точности для цилиндрической передачи 7-6-6-С по ГОСТ 1643.

Показатель кинематической точности:

Fґ_ior - наибольшая кинематическая погрешность червячной передачи - 123мкм.

Показатель плавности работы:

fґ_ior - местная кинематическая погрешность - 47,5 мкм;

f_zzor = 13 мкм;

f_zkor = 3 мкм.

Показатель контакта зубьев:

f_х = 9 мкм;

f_у = 4,5 мкм.

Суммарное пятно контакта:

по высоте зуба не менее 50%;

по длине зуба не менее 70%.

Показатели бокового зазора:

f_ar = 45 мкм - нерегулируемое расположение осей;

j_nmin = 87 мкм - гарантируемый боковой зазор.

Вторая передача [2,15].

Степень точности для цилиндрической передачи 7-6-6-С по ГОСТ 1643.

Показатель кинематической точности:

Fґ_ior - наибольшая кинематическая погрешность червячной передачи - 43мкм.

Показатель плавности работы:

fґ_ior =38 мкм;

f_zzor = 12мкм;

f_zkor = 3,2мкм.

Показатель контакта зубьев:

f_х = 9 мкм;

f_у = 4,5 мкм.

Суммарное пятно контакта:

по высоте зуба не менее 50%;

по длине зуба не менее 70%.

Показатели бокового зазора:

f_ar = 35 мкм - нерегулируемое расположение осей;

j_nmin = 74 мкм - гарантируемый боковой зазор.

2.6 Метод контроля основных ТТ на сборку [8,16]

Контроль монтажной высоты входного и выходного концов редуктора.

Измерение производится с помощью штанген-рейсмуса ШР ГОСТ164-90 цена деления 0,05 мм.

Монтажная высота получается вычитанием из К_Д половины диаметра выходного вала. Диаметр вала контролируется с помощью штангенциркуля ШЦII ГОСТ 166-89 с ценой деления 0,05 мкм.

Рис. 2.1 . Контроль монтажной высоты

Рис. 2.2. Контроль биения: а) торцевого биения; б) радиального биения

Замеры производятся с помощью многооборотного индикатора 1МИГ ГОСТ 9696 цена деления 0,001 мм.

Контроль пятна контакта зубчатой передачи. Контроль осуществляется с помощью краски ГОСТ 8133. Зубья шестерни кистью ГОСТ 10597-77 покрывают слоем берлинской глазури ГОСТ 111826-77. Передача проворачивается на один оборот и контакты зубчатого колеса по отпечатку на сопряженном зубчатом колесе сравнивают его с установленными нормами ГОСТ 1643-81, судят о количестве сборки зубчатой передачи.

Рис. 2.3. Контроль пятна контакта зубчатого колеса

2.7 Анализ технологичности конструкции редуктора

При рассмотрении редуктора как объекта проектировки были выявлены следующие свойства:

1. Компоновка редуктора и его составных частей рациональны.

2. Членение изделия на составные части рациональные.

3. Размеры выбраны в соответствии со стандартными рядами размеров, часть деталей стандартизированы.

4. Составных частей изделия унифицированные.

5. Используются недефицитные и не вызывающие при обработке трудностей материалы.

6. Правильность и рациональность конструкторских баз обеспечены.

При рассмотрении редуктора как объекта производства были выявлены следующие свойства:

1. Изделие собирается.

2. Условие взаимозаменяемости основных частей изделия и деталей соблюдаются.

3. Конструкция изделия соответствует методом достижения точности по всем ТТ.

4. Проведение испытаний и контроля всех ТТ возможно.

5. Использование типовых технологических процессов возможно.

6. Для выполнения сборочных работ требуется три разряда слесаря.

При рассмотрении редуктора как объекта эксплуатации были выявлены следующие свойства:

1. Обеспечено удобство управления, подготовки к работе и контролю работоспособности.

2. Требования техники безопасности обеспечена.

3. Транспортирование возможно, для этого в конструкции предусмотрены крюки.

Т. о. анализ технологичности конструкции сборочной единицы показал, что конструкция редуктора технологична.

2.8 Выбор вида и формы организационного процесса сборки

Согласно рекомендациям для среднесерийного типа производства с годовой программой выпуска 2000 изделий целесообразно применить не поточную стандартную форму сборки.

2.9 Проектирование схемы сборки редуктора

Схема сборки предоставлена на листе № 1 графической части.

2.10 Составление карт ТП сборки. Нормирование [5]

Таблица 2.1. Нормирование технологического процесса сборки редуктора

№ п/п	Содержание операции	Оборудование	Инструмент	tшт, мин
1	Сборка комплекта №1
	На вал п.15 установить шпонку п.49, зубчатое колесо п.11, смазочную шестерню п.10, втулку п.26, колесо мазеудерживающие п.12, распорную втулку п.13, подшипник п.16	Верстак	Молоток ГОСТ 2310 Оправка ГОСТ 1621370	7,4; 0,6; 0,39; 0,83; 0,65; 0,85
2	Сборка комплекта №2
	На вал п.19 установить шпонку п.48, зубчатое колесо п.25, распорную втулку п.17, колеса мазеудерживающие п.16, подшипник п.45, шестерню п.28, болт п.35, гайку п.39, шайбу п.42, болт п.36, гайку п.38, шайб п.40.	Верстак	Молоток ГОСТ 2310 Оправка ГОСТ 1621370 Ключ гаечный ГОСТ 2839	7,4;0,6; 0,32;0,29;1;0,39;1,5; 0,8;0,2;0,8;1,5;0,2
3	Сборка комплекта № 3
	На вал - шестерню п.23 установить колесо мазеудерживающие п.20, подшипник п.44, болт п.35, гайку п.39, шайбу п.41, болт п.36, гайку п.38, шайбу п.40, крышку люка п.2.	Верстак	Молоток ГОСТ 2310 Оправка ГОСТ 1621370 Ключ гаечный ГОСТ 2839	0,29;1;1,5;0,8;0,2; 1,5;0,8;0,2; 0,55
4	Сборка комплекта № 4
	На сквозную крышку п.22 установить манжет п.42, прокладку регулирующую п.21, болт п.35.	Верстак	Молоток ГОСТ 2310	0,48; 0,28
5	Сборка комплекта № 5
	На глухую крышку п.18 установить регулировочную прокладку п.21.	Верстак	Молоток ГОСТ 2310	0,28
6	Сборка комплекта № 6
	На сквозную крышку п.14 установить манжет п.43, регулировочную прокладку п.21.	Верстак	Молоток ГОСТ 2310	0,48; 0,28
7	Сборка комплекта № 7
	Установить прокладку п.6 на маслоуказатель п.1, установить пробки п.7 на маслоуказатель п.1.	Верстак	Молоток ГОСТ 2310	0,17; 0,28
8	Общая сборка
	В корпус редуктора п.5 установить комплект № 1. Установить вставку корпуса п.8 на корпус редуктора установить комплект № 2. Установить крышку корпуса п.23 на вставку корпуса п.8 установить комплект № 3. Установить комплект № 4 на корпус редуктора п.5. Установить комплект № 5 на вставку корпуса п.8. Установить комплект № 6 на крышку корпуса п.23. Установить комплект № 7 на корпус редуктора п.5.	Верстак	Молоток ГОСТ 2310 Оправка ГОСТ 1621370 Ключ гаечный ГОСТ 2839	0,95 1,34 0,8 0,55 0,48 0,55 0,48
	Итого			39,96

,

,

,

мин.,

мин.,

мин.,

мин.,

.

2.11 Циклограмма сборки

Рис. 2.4. Циклограмма сборки



2.12 Определение количества рабочих мест и числа рабочих

Количество рабочих мест и число рабочих определяется по формуле, т.к. среднесерийное производство и объем выпуска 4000 шт.

;

где Т_о - общая трудоёмкость, мин;

t_в - такт выпуска, мин;

.

Вывод: для сборки необходим 1 рабочий.

2.13 Синхронизация операций ТП сборки

Так как принимается один рабочий - сборщик, то синхронизация операции ТП сборки редуктора не рациональна.

2.14 Планировка участка сборки (место сборщика)

Рис. 2.5 . Планировка рабочего места:

1 - ящик под инструмент; 2 - рабочий стол; 3 - рабочий; 4 - ящик под детали; 5 - кран - балка; 6 - пресс; 7 - масленая ванна.



3. Разработка ТП изготовления цилиндрического колеса

3.1 Служебное назначение зубчатого колеса

Колесо предназначено для вращения и передачи крутящего момента, колесо находится в масляном тумане, масло И - Г - С - 68 ГОСТ 17479.4 - 87, при максимальной температуре до + 80єС.

Рис. 3.1 . Функциональное назначение поверхностей

Исполнительные - 1; основные - 8, 9, 10; вспомогательные - 2, 5; свободные - 3, 4, 6, 7.

ТТ на деталь:

1 ? 8; 9 ? 8; 10+8; 5+8.

3.2 Критический анализ ТТ на зубчатое колесо

Сопоставляя ТТ на чертеже ТТ, вытекающие из служебного назначения поверхностей колеса, делается вывод, что их недостаточно, необходимо добавить:

1. параллельность поверхностей 6 и 10;

2. параллельность поверхностей 2 и 3;

3. параллельность осей делительного диаметра 1 и 8.



3.3 Формулировка ТТ на зубчатое колесо

При изготовлении зубчатого колеса необходимо обеспечить следующие ТТ [9]:

1. Соосность делительного диаметра с осью отверстия, допускаемое отклонение 12 мкм.

2. Соосность шпоночного паза с осью отверстия, допускаемое отклонение 50 мкм.

3. Перпендикулярность боковой поверхности 11 с осью отверстия, допускаемое отклонение 30 мкм / 360 мкм.

4. Перпендикулярность боковой поверхности 5 с осью отверстия, допускаемое отклонение 30 мкм / 100 мкм.

Все остальные отклонения по чертежу.

3.4 Методы контроля основных ТТ на зубчатое колесо

1. Контроль радиального биения делительного диаметра относительно оси отверстия, допускаемое отклонение 12 мкм.

Рис.3.2. Схема контроля радиального биения:

1 - центра ГОСТ 13214-79; 2 - оправка ГОСТ 9472-90; 3 - стойка ГОСТ 19330-99; 4 - индикатор ГОСТ 250243-83; 5 - ролик ГОСТ 9539-72.

2. Для контроля исполнительного размера отверстия Ш50Н7 используется калибр - пробка 8140 - 0006Н7 ГОСТ 14820-69.

3.5 Анализ технологичности конструкции

Деталь «зубчатое колесо» представляет собой поковку из стали 40ХН. Поковка довольна, проста по конструкции, т.к. конструкция поковки будет частично напоминать деталь. Отверстия Ш50Н7 будет оформлено. Т.к. Ш50Н7 должен быть выполнен по седьмому квалитету точности, то обработка на проход невозможна, необходимо несколько проходов.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводственных режимов обработки имеются хорошие базовые поверхности для первоначальных операции, довольно проста по конструкции.

3.6 Выбор вида и формы организации производства

Применяется технологически замкнутый участок с использованием высокопроизводительного оборудования и технологической оснастки.

3.7 Выбор исходной заготовки и метода её получения

3.7.1 Выбор исходной заготовки

Изготовить такую деталь целесообразнее из проката или поковки. Выбирается поковка, т.к. N₂=725,5 масса редуктора >25 кг. Руководствуясь условиями и что тип производства среднесерийное, с коэффициентом использования материала 0,78ч0,91 [1]. Поковка по форме будет напоминать деталь, т.к. некоторые поверхности будут оформлены, будет отверстие Ш50Н7.

3.7.2 Выбор метода получения заготовки

Поковку можно поучить свободной ковкой или ковкой в подкладных штампах. Выбирается ковка в подкладных штампах, т.к. конструкция поковки будет частично напоминать деталь.

Расчет припусков [18].

Штамповочное оборудование: ГКМ.

Нагрев заготовки: пламенный.

Исходные данные по детали:

· Материал : сталь 40ХН ГОСТ 4543-71.

С=0,37-0,45%; Si=0,17-0.37%; Mn=0.5-0.8%; Cr=0.8-1.1%; Ni? 0.25 [19].

· Масса колеса: 2,6 кг.

Исходные данные для расчета:

· Расчетный коэффициент: К_р=1,5.

· Масса поковки (расчетная): М_п.р.= 2,6*1,5= 3,9 кг.

· Класс точности: Т5.

· Группа стали: М2.

Средняя массовая доля углерода в стали 40ХН С - 0,4 %.

Суммарная массовая доля легирующих элементов 2,12 %.

· Степень сложности: С2.

Размеры описывающие поковку фигуры (цилиндр):

Диаметр - 157,5 мм (150*1,05);

высота - 42 мм (40*1,05).

Масса описывающей фигуры (расчетная):

;

.

· Конфигурация поверхности разъема штампа: П (плоская).

· Исходный индекс: 15.

Припуски и кузнечные напуски.

Основные припуски на размеры:

· 150Ra=6,3Досн.= 2,5 мм.

· 50Ra=1,6Досн.= 2,3 мм.

· толщина 40Ra=1,6Досн.= 2,3 мм.

Дополнительные припуски:

· Смещение по поверхности разъема штампа:

· Изогнутость отклонения от плоскости и прямолинейности:

Штамповочные уклоны:

· на наружной поверхности не более 5?;

· на внутренней поверхности не более 7?.

Радиусы закруглений наружных углов 3 мм.

Допуск радиуса закруглений 2 мм.

Размеры штамповки с предельными отклонениями:

Диаметр?150 мм

150+(2,5+0,3+0,5)*2= 156,6 мм. Принимается мм.

Диаметр 50 мм

70-(2,3+0,3+0,5)*2= 43,8 мм. Принимается мм.

Толщина 40 мм

40+(2,3+0,3+0,5)*2= 46,2 мм.Принимается мм.

Рис.3.3. Эскиз заготовки зубчатого колеса



3.8 Выбор ТБ и требований последовательности обработки заготовки

3.8.1 Анализ вариантов базирования

1. При изготовлении зубчатого колеса необходимо обеспечить перпендикулярность торца ступицы центрального отверстия. Допустимое торцевое биение 0,025/ Ш150 мм.

Варианты базирования

1-й вариант операция 005 Токарная с ЧПУ.

Т. о. замыкающее звено системы СПИД совпало с задачей.

2-й вариант операция 005 Токарная с ЧПУ.

Вывод: Применяется 1-й вариант, т.к. он обеспечивает требуемую точность обработки.

2. При изготовлении зубчатого колеса обеспечить соосность делительной окружности и центрального отверстия. Допускаемое отклонение от соосности 0,040 мм.

1-й вариант операции 010 Зубофрезерование, разжимная оправка.

Т. о. замыкающее звено системы СПИД совпало с задачей.

Вывод: применяется 1-й вариант, т.к. обеспечивает требуемую точность обработки.

3.8.2 Определение последовательности обработки поверхности заготовки

Обработку вести в следующем порядке:

1. Обработка торца с одной стороны частично обработать поверхность; перевернуть обработать торец и дообработать поверхность.

2. Обработка посадочного отверстия, базовых торцов.

3. Протягивание шпоночного паза.

4. Нарезание зубьев.

5. Шевингование зубьев.

6. Мойка.

7. Контроль.

3.9 Выбор способов обработки и определение количества переходов

Таблица.3.1. План обработки поверхностей заготовки

Поверхности	Содержание переходов и способ обработки	Квалитет точности, мкм	Шероховатость, Ra, мкм
Торцевые поверхности Ш150	1. Точение черновое 2. Точение чистовое	14 12	3,2 1,6
Отверстие Ш50Н7	1. Черновое растачивание 2. Чистовое растачивание 3. Тонкое растачивание	11 9 7	6,3 3,2 1,6
Делительный диаметр Ш150	1. Зубонарезание 2. Зубошевингование	8 8	3,2 1,6
Шпоночный паз 10JS9	1. Протягивание	9	3,2
Фаска 2450	1. Расстачивание	11	6,3

3.10 Технологический маршрут изготовления зубчатого колеса

Таблица.3.2. Маршрут механической обработки зубчатого колеса

№ оп.	Содержание операции	Тип оборудование	Схема технологической наладки
005 А Б	Токарная с УПУ Установить и снять деталь 1.Подрезать торец Ш156мм. 2. Точить Ш156мм. 3. Точить фаски 2х450 на Ш156 мм.	Токарный станок 16К20Ф3
	Переустановить и снять деталь 1. Подрезать торец Ш153мм. 2. Точить поверхность Ш153мм. 3. Расточить отверстие Ш44мм начерно. 4. Расточить отверстие Ш44мм начисто. 5. Тонкое растачивание Ш44мм. 6. Фаски
010 А	Протяжная Установить и снять деталь 1. Протянуть шпоночный паз	Протяжной полуавтомат для внутреннего протягивания 7Б65
015 А	Зубофрезерная Установить и снять деталь 1. Фрезеровать зубья	Зубофрезеровальный полуавтомат для цилиндрических колес 5К310
020 А	Зубошевингование Установить и снять деталь 1. Шевинговать зубья	Зубошевинговальный станок 5702В

3.11 Расчет припусков, межпереходных размеров и допусков

Таблица.3.3.Припуски и межпереходные размеры обрабатываемых поверхностей детали

Поверхность	Содержание переходов и способ обработки	Квалитет точности	Шероховатость, мкм	Zmin, мм	Межпереходный размер
Торцевые поверхности	1. Заготовка 2. Точение черновое 3. Точение чистовое	14 12	3,2 1,6	5,6 0,4	462,5 40,4-0,025 40h6
Отверстие Ш50Н7	1. Заготовка 2.Черновое растачивание 3.Получистовое растачивание 4. Тонкое растачивание	11 9 7	6,3 3,2 1,6	5,2 0,6 0,2	442,5 49,2+0,062 49,8+0,025 50Н7
Поверхность Ш150	1. Заготовка 2. Черновое точение 3. Чистовое точение	14 12	6,3 3,2		153-0.25 150-0.1
Зубообработка	1. Зубонарезание 2. Зубошевингование	8 8	3,2 1,6	0,6 0,2	149,2-0,063 149,8-0,063 150-0,063
Шпоночный паз 10JS9	1. Протягивание	9	1,6	4	40,1 10JS9
Фаски 2х45є	1. Растачивание	11	2х45є

Аналитический расчет припусков

Отверстие Ш50Н7

;

;

;

;

.

Следовательно, для обработки этого отверстия необходимо три перехода:

1. черновое растачивание;

2. чистовое растачивание;

3. тонкое растачивание.

;

;

;

.

Заготовка Ш44.

Размер после черновой обработки Ш49,24^+0,062.

Размер после чистовой обработки Ш49,84^+0,025.

Размер после тонкого растачивания Ш50Н7.

Рис.3.4. Схема расположения припусков при обработке отверстия

Торцевая поверхность

;

Следовательно, для обработки этой торцевой поверхности необходимо два перехода:

1. черновое точение;

2. чистовое точение.

;

;

.

Заготовка Ш46.

Размер после черновой обработки 40,35_-0,025.

Размер после чистовой обработки 40h6.

Рис.3.5. Схема расположения припусков при обработке наружной поверхности

Вывод: расчет размера заготовки получается меньше принятого табличного, следовательно, для дальнейших размеров принять табличные значения и корректировка не нужна.

3.12 Уточнение оборудования

Таблица.3.4. Уточнение оборудования

№ оп.	Наименование оборудования	Марка станка
005	Токарная с ЧПУ	16К20Ф3
010	Протяжная	7Б65
015	Зубофрезерная	5К310
020	Зубошевинговальная	5702В

Технические характеристики оборудования

Таблица.3.5. Технические характеристики токарного станка 16К20Ф3 с ЧПУ

Технические характеристики	Параметры
Диаметр обработки над станиной, мм	400
Диаметр обработки над суппортом, мм	200
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	1000
Наибольшая длина обработки, мм	905
Частота вращения шпинделя, мин-1	35-1600
Число автоматически переключаемых скоростей	9
Скорость быстрых перемещений суппорта - продольного, мм/мин	4800
Скорость быстрых перемещений суппорта - поперечного, мм/мин	2400
Скорость продольной подачи, мм/мин	3-1200
Скорость поперечной подачи, мм/мин	3-500
Продольное перемещение суппорта на один импульс, мм	0,01
Поперечное перемещение суппорта на один импульс, мм	0,005
Класс точности по ГОСТ 8-82	Н
Размер внутреннего конуса в шпинделе	Морзе 6 М80*
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72	6К
Диаметр сквозного отверстия в шпинделе, мм	55
Максимальная масса заготовки, закрепленной в патроне, кг	300
Максимальная масса детали, закрепленной в центрах, кг	1 300
Максимальная масса заготовки, закрепленной в патроне, кг	23
Число ступеней частот обратного вращения шпинделя	12
Пределы частот прямого вращения шпинделя, мин-1	12,5 - 2 000
Пределы частот обратного вращения шпинделя, мин-1	19 - 2 420
Число ступеней рабочих подач - продольных	42
Число ступеней рабочих подач - поперечных	42
Пределы рабочих подач - продольных, мм/об	0.7 - 4,16
Пределы рабочих подач - поперечных, мм/об	0,035-2,08
Число нарезаемых метрических резьб	45
Число нарезаемых дюймовых резьб	28
Число нарезаемых модульных резьб	38
Число нарезаемыхпитчевыхрезьб	37
Число нарезаемыхрезьб - архимедовой спирали	5
Наибольший крутящий момент, кНм	2
Наибольшее перемещение пиноли, мм	200
Поперечное смещение корпуса, мм	±15
Наибольшее сечение резца, мм	25
Мощность электродвигателя главного привода	10 кВт
Мощность электродвигателя привода быстрых перемещений суппорта, кВт	0,75 или 1.1
Мощность насоса охлаждения, кВт	0,12
Предельный диаметр сверления, мм
Габаритные размеры станка (Д х Ш х В), мм	3 250 Ч 1 700 Ч 2 145
Масса станка, кг	3 800



Таблица.3.6. Технические характеристики протяжного полуавтомата для внутреннего протягивания 7Б65

Технические характеристики	Параметры
Пределы частоты вращения шпинделя Minоб/мин	25
Пределы частоты вращения шпинделя Maxоб/мин	1250
Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С)	Н
Число инструментов в магазине	8
Номинальное тяговое усилие, кН	1000
Длина хода рабочих салазок, мм	1250
Наибольший наружный диаметр устанавливаемой заготовки, мм	450
Мощность двигателя, кВт	22
Габариты станка (Д х Ш х В), (мм)	3292х1333х4540
Масса станка, кг	8080

Таблица.3.7. Технические характеристики зубофрезерного станка для цилиндрических колес 5К310

Технические характеристики	Параметры
Модуль зубьев колес, мм	4
Наибольший угол наклона нарезаемых зубьев, град
Наибольшая ширина нарезаемого венца (прямозубого) колеса, мм	4
Диаметр стола, мм	200
Расстояние между осями инструмента и стола, мм	1000
Пределы частоты вращения шпинделя Minоб/мин	63
Пределы частоты вращения шпинделя Maxоб/мин	400
Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С)	Н
Мощность двигателя кВт	4
Габариты станка (Д х Ш х В), (мм)	2000х1300х2040
Масса, кг	4000

Таблица.3.8. Технические характеристики зубошевинговального полуавтомата 5702В

Технические характеристики	Параметры
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм	125
Наименьший и наибольший модуль, мм	0,3-1,5
Наибольшая длинна устанавливаемого изделия, мм	250
Наибольшая ширина венца обрабатываемого зубчатого колеса, мм	40
Пределы частоты вращения швеллера, об/мин	100-630
Пределы осевых подач, мм/мин	32-310
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	0,9
Габаритные размеры(Д х Ш х В), мм	1450х870х1475
Масса, кг	1560

3.13 Выбор технологической оснастки

При обработке заготовки на токарном станке с ЧПУ используется трехкулочковый патрон, наибольший диаметр зажимаемого изделия - 400мм.

При нарезании зубьев на зубофрезерном станке используется универсально - наладочное приспособление с пневматическим зажимом. Для этой операции требуется проектировать специальное приспособление.

Таблица.3.9. Выбор приспособлений

№ операции	Приспособление
005	Патрон трех кулачковый D250 ГОСТ 3889-80
010	Адаптер
015	Оправка центровая ГОСТ 18438-73
020	Оправка ГОСТ 13038-83

Таблица.3.10. Уточнение режущего инструмента

№ операции	Наименование операции	Режущий инструмент
005	Токарная с ЧПУ	Резец проходной с пластинками из твердого сплава Т15К6 c механическим креплением, ГОСТ 21066-75. Резец расточной с пластинками из твердого сплава Т15К6 c механическим креплением, ГОСТ 28101-89.
010	Протяжная	Протяжка шпоночная Р6М5, ГОСТ 18218-90.
015	Зубофрезерная	Червячная фреза D100-z10-B40 2262-0119 однозаходная по ГОСТу 3755-78 класс точности В из быстрорежущей инструментальной стали Р6М5.
020	Зубошевинговальная	Шевер дисковый ГОСТ 8570-80

3.14 Выбор СОТС

В данном технологическом процессе СОЖ используется во всех видах обработки. В данном технологическом процессе рекомендуется применять следующих СОЖ: Укринал 1(3%) ГОСТ 101197-76 используется в виде эмульсии в обработке резанием и давлением. Эмульсии на основе обладают повышенным сроком службы и антикоррозионными свойствами.

3.15 Расчет режимов резания

Операция токарная.

Материал заготовки сталь 40ХН.

Станок 16К20Ф3 с ЧПУ.

Резец расточной с пластинками из твердого сплава Т15К6 c механическим креплением.

Ш50Н7.

Растачивание черновое.

t=1.5 мм, S=0.5 мм/об.

а) Определяется скорость резания, м/мин.

коэффициент и показатели степени, характерные для определенных условий;

стойкость инструмента, мин;

-поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

-поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента;

С_v =340; x=0.15; y=0.45; m=0.2.

б) Определяется частота вращения шпинделя, об/мин.

диаметр заготовки, мм.

в) Принимается:

г) Определяется действительная скорость резания

д) Определяется сила резания, Н.

коэффициент и показатели степени, характерные для определенных условий;

поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента;

е) Определяется мощность, необходимая для резания.

Обработка ведётся на станке модели 16К20Ф3. Мощность его электродвигателя главного движения составляет 10 кВт, КПД станка - 0,85.

>2,5 кВт.

Таким образом, обработка возможна.

Операция токарная.

Материал заготовки сталь 40ХН.

Станок 16К20Ф3 с ЧПУ

Резец проходной с пластинками из твердого сплава Т15К6 c механическим креплением.

Ш150.

Точение.

t=1,5мм, S=0.8мм/об.

а) Определяется скорость резания, м/мин.

коэффициент и показатели степени, характерные для определенных условий;

стойкость инструмента, мин;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента;

Сv=340; x=0.15; y=0.45; m=0.2.

б) Определяется частота вращения шпинделя, об/мин.

диаметр заготовки, мм.

в) Принимается:

г) Определяется действительная скорость резания.

д) Определяется сила резания, Н.

коэффициент и показатели степени, характерные для определенных условий;

поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента;

е) Определяется мощность, необходимая для резания.

Обработка ведётся на станке модели 16К20Ф3. Мощность его электродвигателя главного движения составляет 10 кВт, КПД станка - 0,85.

>1,97 кВт.

Таким образом, обработка возможна.

Расчёт режимов резания для операций обработки остальных поверхностей производиться табличным методом[11], а результаты расчёта сводятся в табл.3.11. цилиндрический редуктор крутящий момент

Таблица.3.11.Режимы резания

Поверхность	Содержание переходов и способов обработки	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин	Nрез, кВт
Торцевые поверхности	1. Точение черновое 1. 2. Точение чистовое	2,5 0,5	0,8 0,3	146 200	300 450	1,97 2,3
Отверстия Ш50Н7	1. 1. Черновое растачивание 2. 2. Чистовое растачивание 3. 3. Тонкое растачивание	2 0,8 0,2	0,5 0,3 0,2	163 264 207	2000 2300 2200	2,6 1,1 0,13
Поверхность Ш150	1. Точение черновое 4. 2. Точение чистовое	2,5 0,5	0,8 0,3	146 200	300 450	1,97 2,3
Зубья	1. 1. Зубонарезание 2. 2. Зубошевингование	1,315 0,935	0,5 0,15	51 105	257 355	2,2 7,5
Шпоночный паз	1. 1. Протяжная	1,8	0,08	4	355	2,5

3.16 Нормирование операций ТП

Операция 005 Токарная с ЧПУ

Т1- Резец проходной с пластинками из твердого сплава Т15К6 c механическим креплением, ГОСТ 21066-75.

Т2- ...