Зубчатое колесо ВЗ-ОР2-А2.01.013

Анализ технических условий на изготовление детали зубчатого колеса, что входит в состав насоса для использования в пищевой промышленности. Проектирование приспособления для контроля радиального биения, служебное назначение и описание конструкции.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 24.10.2014
Размер файла 477,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускоренного развития машиностроительной промышленности, как основы всего народного хозяйства страны требуется разработка новых технологических процессов, постоянное совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов обработки и упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.

Важная роль в ускорении научно-технического прогресса в машиностроении отводится подготовке высококвалифицированных инженерных кадров, освоению ими современных способов изготовления и контроля продукции, методик проектирования прогрессивных технологических процессов.

Целью данного курсового проекта является изучение методики разработки технологического процесса изготовления детали - зубчатое колесо, а также проектирования станочных и контрольных приспособлений на базе имеющихся данных. В данном курсовом проекте будут рассмотрены такие вопросы как:

- определение типа производства;

- анализ конструкции и технологичности детали;

- выбор заготовки;

- выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;

- выбор оборудования;

- расчет и назначение припусков;

- расчет режимов резания и нормирование операций;

- расчет и проектирование технологического оснащения производства и т.д.

Помимо этого, курсовой проект включает в себя необходимый минимум графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам технологический процесс.

1. Разработка технологического процесса изготовления детали

1.1 Назначение и конструкция детали

Деталь «Зубчатое колесо» ВЗ-ОР2-А2.01.013 входит в состав насоса ВЗ-ОР2-А2, который используется в пищевой промышленности для перекачки вязких молочных продуктов, и предназначена для передачи вращения с шестерни В3-ОРА-2.01.014 на вал В3-ОР2-А2.00.023. На детали имеется посадочная поверхность для ее установки на валу.

Данную деталь изготавливают из стали 40Х ГОСТ 4543-71, которая широко применяется для изготовления ответственных деталей типа шестерен, втулок и т. д. зубчатый колесо насос проектирование

Таблица 1.1.1 - Химический состав стали 40Х,%

С

Si

Cr

Мп

S

Си

P

Ni

не более

0,36-0,44

0,17-0,37

0,8-1,1

0,5-0,8

0,035

0,3

0,035

0,3

Таблица 2.2 - Механические свойства стали 40Х.

Предел прочности в , Мпа

Предел текучести т , Мпа

Относи-тельное удлинение, %

Относи-тельное сужение , %

Твердость

НВ, МПа

Удельный вес,

г/см3

Модуль упругости,

Мпа

980

780

10

45

2690-3020

7,82

2·105

Рисунок 1.1.1 - Эскиз детали и её основные поверхности

Поверхность 1 имеет размер с конусностью и шероховатостью Ra 0,8, служит для базирования и установки зубчатого колеса на валу. Поверхности 2 и 5 формируют ширину зубчатого колеса размером , шероховатостью Ra 12,5. Поверхность 5 служит для базирования гайки. Поверхность 3 является боковой поверхностью зубьев колеса, имеет шероховатость Ra 1,6 и служит для передачи вращающего момента. Коническая поверхность 6 имеет размер 1х45°, шероховатость Ra 3,2 и служит для облегчения сборки. Поверхность 4 имеет размер , шероховатость Ra 3,2.

Основные конструкторские базы: поверхность 1.

Вспомогательные конструкторские базы: поверхности 5.

Исполнительные поверхности: поверхности 1, 3.

1.2 Анализ технических условий на изготовление деталей

Исходя из назначения и условий работы детали, наиболее важными и ответственными поверхностями являются: посадочная конусная поверхность, торцевая поверхность и эвольвентные зубья.

Данная деталь имеет степень точности зубьев 7-D по ГОСТ 1643-81. Согласно стандарту зубчатое колесо имеет хорошие показатели по плавности работы, по кинематической точности, контакта зубьев и малую величину гарантированного бокового зазора между зубьями с ненагруженной стороны.

Необходимую прочность деталь получают после улучшения до твёрдости 269…302 НВ.

Посадочную конусную поверхность выполняют по 7 квалитету с параметром шероховатости Ra0,8. Это объясняется тем, что зубчатое колесо должно занимать определённое ориентированное положение на валу для того, чтобы при передаче больших крутящих моментов соблюдался хороший контакт боковых поверхностей зубьев в передаче и максимальное использование площади рабочих поверхностей зубьев. Допуск на размер, указанный в требовании на чертеже равен Td=0,025мм.

Жесткий допуск на радиальное биение наружного цилиндра относительно оси колеса необходим для более точной нарезки зубьев, т.к. наружный цилиндр при обработке используется как измерительная база.

Наружную цилиндрическую поверхность с размером Ш52 выполняют по 9 квалитету с параметром шероховатости Ra 3,2, так как от его точности зависит правильность межосевого расстояния. Допуск на размер, указанный в требовании на чертеже равен Td=0,074мм.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Произведем анализ конструкции детали с точки зрения возможности использования рациональных методов получения заготовки:

- конструкция детали позволяет использовать в качестве заготовки поковку, которая наиболее приближена по форме и размерам к детали. В частности несложная форма детали позволяет использовать достаточно точную закрытую штамповку.

Произведём анализ технологичности конструкции детали с точки зрения механической обработки:

- обрабатываемость материала сталь 40Х нормальная, коэффициент обрабатываемости равен 0,95. Это обуславливается средним содержанием углерода в материале и, соответственно, средней твердостью;

- деталь имеет относительно простую геометрическую форму, но также присутствуют эвольвентные поверхности зубьев, которые снижают технологичность детали.

- для обработки применяется стандартный инструмент (резцы, фреза червячная). Это повышает технологичность детали, так как не требуются дополнительные затраты на изготовление специального инструмента.

- для получения детали необходимо применять ряд станков повышенного класса точности, что в определённой степени увеличивает себестоимость изготовления детали;

- все участки поверхности шестерни доступны для термообработки;

- при данной конструкции детали невозможно использовать один комплект технологических баз, следовательно, принцип постоянства технологических баз не соблюдается;

- контроль выдерживания требуемых допусков формы и расположения поверхностей требует применения специальных измерительных приспособлений, большинство линейных размеров можно контролировать калибрами (что характерно для серийного и массового производства);

- не все размеры на чертеже детали проставлены от поверхностей, которые удобно использовать как технологические базы.

На основании вышеперечисленного делаем вывод об удовлетворительной технологичности конструкции детали с точки зрения ее механической обработки.

1.4 Предварительное определение типа и формы организации производства

Исходя из таблицы ориентировочного определения типа производства по годовому объёму выпуска (N=20000 шт/год) и массе (m=0,207 кг) определим, что производство деталей серийное. После разработки технологического процесса механической обработки изделия, а так же основного оборудования, тип производства подлежит уточнению по коэффициенту закрепления операций.

1.5 Критический анализ заводского техпроцесса

Анализ базового технологического процесса обработки детали приведём с точки зрения обеспечения заданного качества детали (точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, а также технических требований к детали), производительности, обеспечения заданного объёма выпуска.

Таблица 1.5.1 - Анализ базового варианта техпроцесса.

Опер.

Краткое содержание операции.

Тип

оборудования

Приспособление

Режущий

инструмент.

Измеритель.

инструмент.

1

2

3

4

5

6

005

Отрезная:

1. отрезать заготовку в размер

Ленточно-отрезной Юнимак-10АА

Тиски

Пила

Штангенциркуль

ШЦ-I-125-0,1

ГОСТ 166-89

+

+

+

+

+

+

007

Термическая

Печь ТВЧ

-

-

-

+

+

+

+

+

+

010

Контрольная:

1.контролировать размер

Стол ОТК

-

-

Штангенциркуль

ШЦ-I-125-0,1

ГОСТ 166-89

+

+

+

+

+

+

015

Токарная с ЧПУ:

1.установить заготовку закрепить

2. подрезать торец

3. точить поверхность выдерживая размеры 2 фаски,

4. центровать торец

5. сверлить отверстие

6. расточить отверстие выдерживая размер

Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели

СТП-220АП

Патрон трехкулачковый

ГОСТ 2675-80

Резец

2100-4127-01

Резец

2100-4056-05

Сверло

2317-0108

Сверло

2301-0087

Резец

2100-4006-06

Резец

2100-4092

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Калибр-пробка

03-8130-4001-165

ШЦ-I-125-0,1

ГОСТ 166-89 Штангенфаскомер

8371-4016

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

-

+

+

+

+

020

Токарная с ЧПУ:

1. установить деталь закрепить

2. подрезать торец выдерживая размеры , , ,

Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели

СТП-220АП

Патрон трехкулачковый

7100-0007В

ГОСТ 2675-80

Резец

2100-4127

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Штангенфаскомер

8371-4016

+

-

+

-

+

+

025

Контрольная:

1. контролируемые параметры: ,,

,,Rz20

Стол ОТК

-

-

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Калибр-пробка

03-8130-4001-165

Штангенфаскомер

8371-4016

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

+

030

Внутришлифовальная: 1. установить деталь закрепить

2. шлифовать отверстие предварительно, выдерживая размер

3. шлифовать торец выдерживая размер , торцевое биение не более 0,02

Внутришлифовальный станок с ЧПУ модели 3М227ВФ2

Патрон трехкулачковый

7100-0007В

ГОСТ 2675-80

Оправка С3 7600-4135-01

Круг

23А15НСМ26К1Б1 50м/c

Круг

14А50НСМ19Б18 м/c

Калибр-пробка

03-8130-4001-165

Нутромер

НИ 18-50-1

ГОСТ 868-82

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Индикатор 1МИГ ГОСТ 9696-82

+

+

+

+

+

+

035

Слесарная:

1. притупить острые кромки

Верстак слесарный

Тиски

слесарные

-

-

+

-

+

+

+

+

040

Плоскошлифовальная:

1. шлифовать торец в размер и шероховатость Ra 2,5

Плоскошлифовальный станок модели

3Д722

Плита 7208-0037 20 110 ГОСТ 17519-82

Круг

15А40НМ38К1Б1 50м/c

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Скоба

СР 25 ГОСТ 11098-75

-

-

-

-

-

-

045

Слесарная:

1. притупить острые кромки, снять заусенцы

Верстак слесарный

Тиски

слесарные

-

-

+

-

+

+

+

+

050

Контрольная:

1. контролировать , с , радиальное биение не более 0,02, шероховатость Ra 6,3

Стол ОТК

Оправка С3-8700-4073-47

-

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Калибр-пробка

С3-8130-4001-318

Индикатор 1МИГ

ГОСТ 9696-82

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

+

055

Круглошлифовальная:

1. установить, закрепить деталь

2. шлифовать поверхность в размер , радиальное биение не более 0,04 с шероховатостью Ra 3,2

Станок модели

3М152

Центр 7032-0039 Морзе 4

ГОСТ 13214-79

Полуцентр 7032-0080 Морзе 4 ГОСТ 2576-79

Хомутик 7107-0065

ГОСТ 16488-70

Оправка С3 7100-4180

Круг

14А23А40НСТ1.6К1 35 м/c

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Профилометр

ГОСТ 19300-86

-

-

-

-

-

-

060

Контрольная:

1. контролируемые параметры: , радиальное биение не более 0,04

Стол ОТК

Оправка С3-8700-4073-47

-

Микрометр МК-75-I

ГОСТ 6507-78

Оправка

С3-8700-4073-47

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

+

+

+

+

+

+

065

Зубофрезерная:

1. фрезеровать зубья, выдерживая размеры и ТТ согласно таблицы эскиза

Станок модели

53А30

Оправка С3 7200-4176

Фреза

2510-4002А

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Прибор БВ-5056

ГОСТ 5368-81

Профилометр

ГОСТ 19300-86

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Микроскоп УИМ-23 ГОСТ 8074-82

+

-

-

+

-

+

070

Моечная:

1. промыть деталь и просушить согласно инструкции 022.10500.252.00.00002 в составе №2 в течении 5 минут. Площадь промывки 0,0032 м2

Ванна цеховая

-

-

-

+

+

+

+

+

+

075

Слесарная:

1. снять заусенцы, притупить острые кромки

Верстак слесарный

-

Надфиль 2827-0114 ГОСТ 1513-77

Шабер цеховой

-

+

+

+

+

+

+

080

Контрольная:

1. контролируемые параметры: ,,,, Ra3,2

стол ОТК

-

-

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Микроскоп УИМ-23

ГОСТ 8074-82

+

+

+

+

+

+

085

Внутришлифовальная:

1. установить, закрепить деталь

2. шлифовать отверстие выдерживая размер , Ra 0,8 с

3. шлифовать торец выдерживая размеры ,торцевое биение не более 0,02, Ra 2,5

Внутришлифовальный станок с ЧПУ модели

3М227ВФ2

Патрон 7100-0007В

ГОСТ 2675-80

Оправка С3 8700-4073-22

Круг

23А40МСМ26К1Б1 50 м/c

Круг

14А50НСМ19Б1

8 м/c

Калибр-пробка

С3-8130-4001-178

Профилометр

ГОСТ 19300-86

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Нутромер НИ 18-50-1

ГОСТ868-82

+

+

+

+

+

+

090

Слесарная:

1. притупить острые кромки

Верстак слесарный

-

Шабер цеховой

Шкурка ЗЭ 820х50 ЛОГ 15А5 НМА ГОСТ5009-82

-

+

+

+

+

+

+

095

Плоскошлифовальная:

1. шлифовать торец в размер с шероховатостью Ra 2,5

Плоскошлифовальный станок модели

3Д722

-

Круг

15А40НМ38К1Б1 50 м/c

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Профилометр

ГОСТ 19300-86

-

-

-

-

-

-

100

Слесарная:

1. притупить острые кромки

2. размагнитить деталь

Слесарный верстак

-

Надфиль 2827-0114 ГОСТ 1513-77

Шабер цеховой

-

+

+

+

+

+

+

105

Контрольная:

1. контролировать , , торцевое биение не более 0,02, шероховатость Ra 0,8, радиальное биение зубчатого венца ,

Стол ОТК

Оправка С3-8700-4073-47

-

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Калибр-пробка

С3-8130-4001-318

Индикатор 1МИГ

ГОСТ 9696-82

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

+

110

Круглошлифовальная:

1. установить, закрепить деталь

2. шлифовать поверхность в размеры , радиальное биение не более 0,036 с шероховатостью Ra 3,2

Станок модели 3М152В

Центр 7032-0039 Морзе 5

ГОСТ 13214-79

Полуцентр 7032-0080 Морзе 4 ГОСТ 2576-79

Хомутик 7107-0065

ГОСТ 16488-70

Оправка С3 7600-4063

Круг

14А40НCМ27К1 35 м/c

Скоба С3-8100-4001-39

Прибор ПБ-500 ТУ-2-034-543-81

Профилометр

ГОСТ 19300-86

Индикатор 02ИГ

ГОСТ 577-68

-

-

+

-

-

-

115

Контрольная:

1. контролируемые параметры:, , , радиальное биение не более 0,036, шероховатость Ra 3,2

стол ОТК

-

-

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Штатив ШМ-II-Н-8

ГОСТ 10197-70

Индикатор 1МИГ

ГОСТ 9696-82

Профилометр

ГОСТ 19300-86

+

+

+

+

+

-

120

Зубошлифовальная:

1. шлифовать зубья, выдерживая размеры и ТТ согласно таблице эскиза

Станок модели 5В833

Оправка С3 7600-4099-05

Круг

25А12СМ18К5

35 м/c

Микрометр МК-25-I

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

Микроскоп УИМ-23

ГОСТ 15150-69

-

-

-

-

-

-

125

Слесарная:

1. снять заусенцы, притупить острые кромки

Слесарный верстак

-

Надфиль 2827-0114 ГОСТ 1513-77

-

+

+

+

+

+

+

130

Моечная:

1. промыть деталь и просушить согласно инструкции 022.10500.252.00.00002 в составе №2 в течении 5 минут. Площадь промывки 0,0053 м2

Ванна цеховая

-

-

-

+

+

+

+

+

+

135

Контрольная

1. контролируемые параметры: , колебания длины общей нормали , радиальное биение зубчатого венца

Стол ОТК

-

-

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Микрометр М325-1

ГОСТ 6507-78

Прибор ПБ-250

ТУ-2-034-543-81

+

+

+

+

+

-

Определим основные недостатки базового технологического процесса:

- Применение операций 040, 055, 095, 110 делает базовый технологический процесс более дифференцированным. В данном случае будет предпочтительно применение принципа концентрации операций, реализовать который можно используя вместо вышеперечисленных операций две токарные с ЧПУ. Это позволит повысить производительность за счёт совмещения переходов во времени, сократить количество применяемого оборудования, повысить точность взаимного расположения поверхностей, обработанных за один установ.

- Разработчики исходного ТП не учли принцип постоянства технологических баз, так как в качестве чистовых используется несколько комплектов баз.

- На зубофрезерной операции (065) большое Тшт, так как применяется однозаходная червячная фреза. Поэтому целесообразно использовать многозаходную фрезу, что повлечет за собой уменьшение Тшт и увеличение производительности.

- Зубошлифовальную операция (120) является трудоёмкой и дорогостоящей. В связи с этим её можно исключить, так как требуемую точность и шероховатость поверхности зубьев (Ra 1,6) можно получить более производительной отделочной накаткой зубьев.

- Использование универсального измерительного инструмента не соответствует заданному типу производства, поэтому необходимо выполнять контроль преимущественно с помощью специального измерительного инструмента (скобы, шаблоны и т.д.).

1.6 Выбор метода получения заготовки и разработка ее конструкции

Оптимальный метод получения заготовки определяется на основе всестороннего анализа и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали. Он должен соответствовать следующим требованиям: максимальное приближение заготовки по форме и размерам к детали по чертежу; экономия материала, применение прогрессивных методов получения заготовки.

При выборе способа получения заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению ее конфигурации к конфигурации готовой детали, то есть снижению отходов в стружку и возможно большую экономию средств и времени на ее изготовление и изготовление детали.

В качестве альтернативного варианта получения заготовки предлагается более прогрессивный способ - штамповка на КГШП в закрытом штампе.

Этот способ имеет ряд преимуществ:

- более высокая точность поковок (особенно по высоте) ;

- существенная экономия металла и сокращение объема механической обработки за счет снижения припусков (на 20-30%) и штамповочных уклонов (в 2-3 раза);

- форма поковки более близка к форме готовой детали;

- повышение производительности труда в среднем в 1,4 раза;

- возможность полной автоматизации

- снижение себестоимости изготовления поковок примерно на 10-30% по сравнению с другими методами обработки.

Вариант 1 -Заготовка из проката.

Рассмотрим получение заготовки из проката:

масса детали

масса заготовки:

(1.6.1)

Припуск на обработку торцов:

; (1.6.2)

Длина заготовки:

; (1.6.3)

где L - длина детали.

Допуск на длину заготовки: ТА=1500мкм.:

- длина мм;

Минимальная длина для зажима при резке l1=25 мм;

Ширина реза пилы - В=1,6 мм;

Диаметр заготовки - 56мм;

Длина торцового обрезка проката:

; (1.6.4)

Число заготовок из проката длиной L=2000 мм:

(1.6.5)

Принимаем n=73

Потери на не кратность:

; (1.6.6)

Общие потери

(1.6.7)

Общие потери в % от длины проката:

(1.6.8)

Масса заготовки из проката с учетом потерь:

(1.6.9)

Затраты на материал:

(1.6.10)

Sб=160 руб. (по прейскуранту 25-01 1981 г.);

Sотх=28,1 руб. (по прейскуранту 25-01 1981 г.);

Технологическая себестоимость заготовительной операции:

; (1.6.11)

где Спз=121 коп/ч - приведенные затраты на заготовительные операции;

Тшт.к. - штучно-калькуляционное время на операцию (2 мин);

Прокат режут на мерные заготовки на ленточно-отрезном станке ленточной пилой.

Стоимость мерной заготовки из проката:

Sз=Sм+Cз.о.=0,081+0,04=0,121 руб; (1.6.12)

Выбор наиболее рационального варианта из нескольких технологически возможных вариантов осуществляется путем сравнения заготовок по стоимости и коэффициенте использования материала.

Коэффициент использования металла:

(1.6.13)

При получении заготовки методом проката:

Вариант №2: Заготовка получаемая в закрытом штампе:

С целью максимального приближения формы и размеров исходной заготовки к форме и размерам готовой детали, то есть повышения КИМ, рассчитаем поковку, полученную штамповкой на кривошипном горячештамповочном прессе. Штамповка на КГШП обеспечит изготовление поковки близкой по форме к детали, с малыми припусками и с повышенной, по сравнению с молотами, производительностью. Для уточнения варианта получения заготовки проведем расчет припусков на поверхности для обработки детали, назначим допуски, радиус закруглений по ГОСТ 7505-89.

Исходные данные:

Штамповочное оборудование - КГШП. Материал заготовки сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Масса детали 0,207 кг.

Расчетная ориентировочная масса поковки:

(1.6.14)

- расчетный коэффициент, принимаем .

Класс точности Т3 (получение заготовки в закрытых штампах).

Группа стали М2 (сталь с массовой долей углерода 0,35…0,65% и суммарной массовой долей легирующих элементов свыше 2%).

Конфигурация поверхности разъема штампа Ис (симметрично изогнутая).

Степень сложности определяется в зависимости от соотношения объемов (масс) поковки VП (mП) и простой геометрической фигуры Vф (mФ), описывающей поковку.

(1.6.15)

(1.6.16)

(1.6.17)

Степень сложности С1, исходный индекс 6.

Основные припуски на механическую обработку (на сторону):

основные припуски на размеры:

1,0 - диаметр 52 и шероховатость поверхности 3,2.

1,0 - диаметр 35 и шероховатость поверхности 0,8.

0,7 - толщина 22 и шероховатость поверхности 12,5.

Дополнительные припуски, учитывающие: смещение по поверхности разъема штампа 0,2 мм; изогнутость, отклонение от плоскостности и от прямолинейности - 0,2 мм.

Размеры поковки:

диаметр 52+(1+0,2)2=54,4мм принимаем 54,5 мм,

диаметр 35-(1+0,2)2=32,6мм принимаем 32,5 мм,

толщина 22+(0,7+0,2)2=23,8мм принимаем 23,5 мм.

Допускаемые отклонения размеров:

диаметр

диаметр

толщина

Радиус закругления наружных углов 1,6 мм

Штампованные уклоны:

на наружной поверхности 5

на внутренней поверхности 7

Произведём расчёт массы поковки с помощью КОМПАС 3D V10

Коэффициент использования материала:

(1.6.18)

Cебестоимость штампованной заготовки определим из формулы:

, (1.6.19)

где S2=373 руб. (прейскурант 25-01 1981 г.)- стоимость 1 т заготовки;

- коэффициент класса точности заготовки. Для нормальной точности =1.

- коэффициент сложности, принимаем =0,77;

- коэффициент материала, принимаем =1,13;

- коэффициент массы заготовки, принимаем =1,64;

- коэффициент, зависящий от объема производства заготовок. =1,0.

- стоимость 1т отходов, руб.

Таким образом имеем ;. Заготовка, получаемая штамповкой на КГШП дороже, чем заготовка из проката, но поковка имеет довольно высокий КИМ в сравнении с заготовкой из проката, и ее экономически целесообразно применять для получения заготовки зубчатого колеса в среднесерийном производстве, так как упростится и удешевится процесс последующей механической обработки.

1.7 Выбор методов обработки

Выбор и обоснование методов обработки проведем для наиболее ответственных поверхностей. Обоснование выбора методов обработки будем производить на основе требуемых величин уточнения Ку, рассчитанных по допускам линейных размеров соответствующих поверхностей.

При выборе методов обработки будем пользоваться справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.

Выберем методы для обработки внутреннего посадочного шлицевого отверстия ф35Н7 (IT7, Ra0,8), учитывая, что заготовкой является поковка (IT15, Ra25):

- термообработка (IT16);

- растачивание черновое (IT13) д1=0,46 мм;;

- растачивание получистовое (IT11) д1=0,12 мм;

- шлифование черновое (IT9) д1=0,062 мм;

- шлифование чистовое (IT7) д1=0,025 мм.

Требуемый коэффициент уточнения:

где Ку - требуемая величина уточнения;

заг - допуск размера, формы или расположения поверхностей заготовки;

дет - допуск размера, формы или расположения поверхностей детали.

Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:

где К1, К2…Кn - величины уточнения по каждому переходу или операции при обработке рассматриваемой поверхности. Точность на черновом переходе обработки сталей обычно повышается на 1…3 квалитета размерной точности. Точность на каждом чистовом и отделочном переходе при обработке сталей повышается на 1…2 квалитета точности. Единая система допусков и посадок ЕСДП построена так, что для одного интервала номинальных размеров допуски в соседних квалитетах отличаются в 1,6 раз. Поэтому расчетные величины уточнений для сталей будут равны:

К = 1,6…1,63 = 1,6…4,1 - для черновой обработке;

К = 1,6…1,62 = 1,6…2,56 - для чистовой обработки.

Так как соблюдается условие Ку. расч. ? Ку значит, требуемая точность будет обеспечиваться выбранными методами обработки.

Выберем методы для обработки ф52 (IT9, Ra3,2):

- термообработка (IT16);

- точение черновое (IT13) д1=0,74 мм;

- точение получистовое (IT11) д1=0,19 мм;

- точение чистовое (IT10) д1=0,12 мм;

- шлифование черновое (IT9) д1=0,074 мм;

Требуемый коэффициент уточнения:

Расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки:

Так как соблюдается условие Ку. расч. ? Ку значит, требуемая точность будет обеспечиваться выбранными методами обработки.

Выбранные методы сведем в таблицу 1.7.1.

Таблица 1.7.1 - Выбор методов обработки

Поверхность

Точность

Шероховатость

Методы обработки

1

Торец венца (с 2-х сторон ) и фаски.

11

Rа 12,5

Точение черновое, получистовое

2

Торец венца (с 2-х сторон ) и фаски.

11

Rа 12,5

Точение черновое, получистовое

3

Отверстие с размеромс конусностью

7

Ra 0,8

Растачивание черновое, получистовое, шлифование черновое, чистовое

4

Наружная цилиндрическая поверхность

9

Rа 3,2

Точение черновое, получистовое, чистовое, шлифование черновое

5

Эвольвентная поверхность зубьев

7

Ra 1,6

Фрезерование черновое, чистовое, обкатывание

1.8 Выбор и обоснование технологических баз

Выбор баз для механической обработки производим с учётом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям, соблюдения принципа постоянства и совмещения баз.

Сначала производим выбор чистовых и промежуточных баз.

При черновом и чистовом шлифовании внутреннего отверстия базирование будем осуществлять по делительному диаметру эвольвентной поверхности зубьев и поверхности одного из торцев. В качестве базы необходимо использовать ось посадочного отверстия, которая будет являться центрирующей базой. В качестве направляющей базы необходимо использовать торец. Данную схему базирования можно реализовать с установкой заготовки в мембранный патрон.

Рисунок 1.8.1 - Схема базирования при чистовом и черновом шлифовании внутреннего отверстия.

При нарезании зубьев зубчатого колеса червячной фрезой необходимо обеспечить соосность делительного диаметра относительно поверхности посадочного отверстия. В качестве двойной опорной базы будем использовать поверхность посадочного отверстия. В качестве установочной базы будем использовать развитую поверхность торца. Данную схему базирования можно реализовать с установкой заготовки на оправку.

Такую же схему базирования можно использовать и при последующем накатывании зубьев.

Рисунок 1.8.2 - Схема базирования при фрезеровании зубьев

При точении торца, наружной цилиндрической поверхности и фасок, а также чернового шлифования наружного цилиндра колеса базирование будем осуществлять по поверхности посадочного отверстия и торца. В качестве установочной базы будем использовать развитую поверхность торца. В качестве центрирующей базы будем использовать ось посадочного отверстия. Данную схему базирования можно реализовать с установкой заготовки на оправку.

Рисунок 1.8.3 - Схема базирования при точении торца, наружной цилиндрической поверхности и фасок

Производим выбор черновых баз.

По черновой базе следует обработать промежуточные базы, в данном случае поверхность посадочного отверстия и торца. В качестве установочной базы будем использовать развитую поверхность торца. В качестве центрирующей базы примем ось посадочного отверстия. Данную схему базирования будем реализовывать с установкой заготовки в трёхкулачковом самоцентрирующемся патроне.

Рисунок 1.8.4 - Схема базирования при точении торца, растачивании посадочного отверстия и фасок

1.9 Выбор и обоснование технологического маршрута обработки детали

Сформулируем общий порядок технологического маршрута обработки «зубчатого колеса»:

- подрезание торца, растачивание отверстия и точение фасок с двух сторон необходимо выполнять вначале техпроцесса, так как на этих переходах формируются поверхности детали, используемые как чистовые базы на токарных, зубофрезерных, шлифовальных переходах;

- термообработку располагаем вначале техпроцесса, так как она является разупрочняющей, с целью облегчения последующей механической обработки;

- переход чистового шлифования посадочного отверстия и наружной цилиндрической поверхности, а также отделочную обработку обкаткой зубьев колеса располагаем в конце техпроцесса после подготовки чистовых баз.

Составим порядок переходов обработки «зубчатое колесо»:

1. Термическая обработка;

2. Растачивание посадочного отверстия, черновое;

3. Растачивание посадочного отверстия, получистовое;

4. Подрезание торца колеса и 2 фасок, черновое;

5. Подрезание торца колеса и 2 фасок, получистовое;

6. Подрезание торца колеса и 2 фасок, черновое;

7. Подрезание торца колеса и 2 фасок, получистовое;

8. Точение наружной цилиндрической поверхности, черновое;

9. Точение наружной цилиндрической поверхности, получистовое;

10. Точение наружной цилиндрической поверхности, чистовое;

11. Шлифование отверстия, черновое;

12. Фрезерование зубьев, черновое;

13. Фрезерование зубьев, чистовое;

14. Шлифование отверстия, чистовое;

15. Шлифование наружной цилиндрической поверхности, черновое;

16. Обкатывание зубьев шестерни;

По общим признакам (одинаковое оборудование, схемы базирования, режущий инструмент и др.) объединим переходы в операции. Выделим следующие операции:

1. Операция 005 - термическая обработка.

2. Операция 010 - токарная с ЧПУ (переходы 2-5).

3. Операция 015 - токарная с ЧПУ (переход 6-10).

4. Операция 020 - внутришлифовальная (переход 11).

5. Операция 025 - слесарная.

6. Операция 030 - моечная.

7. Операция 035 - контрольная.

8. Операция 040 - зубофрезерная (переход 12).

9. Операция 045 - зубофрезерная (переход 13).

10. Операция 050 - моечная.

11. Операция 055 - контрольная.

12. Операция 060 - внутришлифовальная (переход 14).

13. Операция 065 - круглошлифовальная (переход 15).

14. Операция 070 - контрольная.

15. Операция 075 - зубообкатывающая (переход 16).

16. Операция 080 - моечная.

17. Операция 085 - контрольная.

Таблица 5 -Типы станков.

№ п/п

№ операции

Типы станков

1

010-015

Токарно-винторезный с ЧПУ

2

040

Зубофрезерный

3

020,060

Внутришлифовальный

4

065

Круглошлифовальный

5

075

Зубонагортовочный

1.10 Разработка технологических операций

Операция - 005 -термическая обработка

Операция - 010 - токарная с ЧПУ.

В рамках серийного производства будет приемлима последовательная структура операций, реализуемая на станках с ЧПУ. На данный выбор влияет конфигурация, достаточно высокая точность, небольшая масса, габариты обрабатываемой детали.

Выбираем токарно-винторезный станок с ЧПУ 16Б16Ф3 (наибольший диаметр устанавливаемой заготовки в патроне 125мм, что достаточно для установки зубчатого колеса диаметром 54,5. Данный станок позволяет получить необходимую производительность и точность, а также имеет 4-х позиционную револьверную головку, что является достаточным условием для установки применяемого инструмента)

1. Установить заготовку и закрепить

2. Точить поверхность, выдерживая размеры ,

3. Расточить поверхность, выдерживая размеры

При таком порядке технологических переходов соблюдается минимальные затраты времени на подвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям детали.

Для контроля размера используем калибр 8130-4026. Для контроля размера используем штангенфаскомер 8371-4016. Для контроля размера используем микрометр МК 25-1 ГОСТ 6507-78. Погрешность измерения инструмента не должна превышать примерно трети допуска контролируемой величины. В нашем случае это требование выполняется, а, значит, измерение может быть выполнено с достаточной точностью.

Режущий инструмент: Обработку торцов и фаски будем производить подрезным резцом, с трёхгранными твёрдосплавными режущими пластинками из Т15К6. Резцы с режущими пластинками из твёрдых сплавов имеют период стойкости значительно больше чем с быстрорежущими. В данном случае нельзя использовать металлокерамические режущие пластинки, так как при черновой обработке сила резания не постоянная и имеет большую амплитуду колебаний, что может привести к быстрому разрушению металлокерамики.

Обработку внутренней цилиндрической поверхности будем производить расточным резцом с твёрдосплавными режущими пластинками из Т15К6.

Приспособление: Трехкулачковый патрон 7100-0007В ГОСТ 24351-80 Диаметры зажимаемых поверхностей 15-125мм, хорошая точность центрирования и достаточное усилие зажима.

Вспомогательный инструмент: 4-позиционная вертикальная револьверная головка.

Операция - 015 - токарная с ЧПУ.

1. Установить заготовку и закрепить

2. Точить поверхность, выдерживая размер

3. Точить поверхность, выдерживая размеры и

При таком порядке технологических переходов соблюдается минимальные затраты времени на подвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям детали.

Для контроля размера используем микрометр МК 75-1 ГОСТ 6507-78.

Для контроля размера используем микрометр МК 25-1 ГОСТ 6507-78. Для контроля размера используем штангенфаскомер 8371-4016.

Режущий инструмент: резец проходной с трёхгранными твёрдосплавными режущими пластинками из Т15К6; резец расточной с твёрдосплавными режущими пластинками из Т15К6.

Приспособление: Оправка кулачковая (Данное приспособление позволяет с достаточной точностью центрировать заготовку при обработке.)

Вспомогательный инструмент: 4-позиционная вертикальная револьверная головка.

Операция - 020 - внутришлифовальная.

Выбираем станок внутришлифовальный высокой точности 3К227В (данный станок позволяет получить необходимую точность посадочного отверстия, а также имеет невысокую стоимость и необходимую производительность).

1. Установить и закрепить заготовку

2. Шлифовать поверхность, выдерживая размер

Размер контролируется при помощи калибра 8130-4026-01.

Приспособление: патрон мембранный 7155-6701.

Режущий инструмент: круг шлифовальный ПП 25х25х8 23А25 НСМ 26К1 151 50м/с кл.А ГОСТ 2424-83(данный круг предназначен для внутришлифовальных работ; имеет достаточную ширину алмазоносного слоя, так как в этом случае удельный износ алмаза будет минимальным; диаметр круга соответствует принятым режимам резания; средняя мягкость круга выбрана по причине достаточно большой площади соприкосновения круга с обрабатываемой поверхностью, а также малой массы заготовки; абразивный материал - электрокорунд белый на керамической связке, который применяется для стальных заготовок).

Операция - 025 - слесарная.

Операция - 030 - промывка.

Операция - 035 - контрольная.

Операция - 040 - зубофрезерная.

Выбираем станок зубофрезерный нормальной точности 53А30 (данный станок имеет необходимую точность и жёсткость, достаточные технологические возможности для получения зубьев колеса, а также необходимую производительность)

1. Установить заготовку в приспособление

2. Фрезеровать зубья, выдерживая параметры таблицы

Для контроля размеров используется микрометр М3 25-1 ГОСТ 6507-78, прибор БВ-5056 ГОСТ 5368-81.

Приспособление: зубофрезерное при станке.

Режущий инструмент: фреза червячная двухзаходная (Р6М5);

Операция - 045 - зубофрезерная.

Выбираем станок зубофрезерный нормальной точности 53А30

1. Установить заготовку в приспособление

2. Фрезеровать зубья, выдерживая параметры таблицы

Для контроля размеров используется микрометр М3 25-1 ГОСТ 6507-78, прибор БВ-5056 ГОСТ 5368-81.

Приспособление: зубофрезерное при станке.

Режущий инструмент: фреза червячная двухзаходная (Р6М5);

Операция - 050 - моечная.

Операция - 055 - контрольная.

Операция - 060 - внутришлифовальная.

Выбираем станок внутришлифовальный 3К227В.

1. Установить и закрепить заготовку

2. Шлифовать поверхность, выдерживая размер

Размер контролируется при помощи калибра 8130-4026-01.

Приспособление: патрон мембранный 7155-6701.

Режущий инструмент: круг шлифовальный ПП 25х25х8 23А25 НСМ 26К1 151 50м/с кл.А ГОСТ 2424-83.

Операция - 065 - круглошлифовальная.

Выбираем станок круглошлифовальный 3М152В.

1. Установить и закрепить заготовку

2. Шлифовать поверхность, выдерживая размер

Размер контролируется при помощи калибра 8100-4001-39.

Приспособление: оправка С3 7600-4063.

Режущий инструмент: круг шлифовальный круг 450х32х32 24А 40-П СМК 35м/с ГОСТ 2424-83.

Операция - 070 - контрольная.

Операция - 075 - зубообкатывающая.

Выбираем станок зубонагартовочный ВС-667.

1. Установить и закрепить заготовку

2. Обкатать зубья в обе стороны

Режущий инструмент: обкатные шестерни 2698-5008 (ХВГ 3шт.)

Операция - 080 - моечная.

Операция - 085 - контрольная.

Таблица 5 - Ведомость станочного оборудования

Наименование станка

Модель станка

Габаритные размеры

1

2

3

Токарно-винторезный

16Б16Ф3

3065х2395х1860

Зубофрезерный

53А30

2300x1300x1950

Внутришлифовальный

3К227В

2900х2080х1500

Круглошлифовальный

3М152В

4320х3310х2110

Зубонагортовочный

ВС-667

1100х860х1820

1.11 Аналитический расчет припусков

Произведём расчёт припусков расчётно-аналитическим методом на две различные поверхности, а так же построим для них схемы расположения припусков и допусков.

Исходные данные:

заготовка - поковка, получаемая на КГШП в закрытых штампах;

материал Сталь 40Х; масса заготовки 0,276 кг;

в соответствии с ГОСТ 7505-89: группа стали М2; класс точности Т3; степень сложности С1; исходный индекс 6;

точность размеров соответствует 15 кв. Rz=160мкм; h=200мкм;

деталь базируется в трёхкулачковом патроне по торцу и наружной поверхности.

Порядок расчёта:

Расчет припусков на обработку отверстия 35H7 и определим величину h для заготовок по переходам:

Термообработка

1-й переход: черновое растачивание 13 кв.; Rz = 50; h = 50;

2-й переход: получистовое растачивание 11 кв.; Rz = 20; h = 25;

3-й переход: шлифование черновое 9 кв.; Rz = 10; h = 20;

4-й переход: шлифование чистовое 7 кв.; Rz = 5; h = 15;

где Rz - высота неровностей профиля по 10 точкам (шероховатость поверхности)

h - глубина дефектного слоя после обработки.

Определим значения пространственных отклонений для заготовки.

(1.11.1)

где - учитывает смещение частей штампа, формирующих заготовку по обе стороны разъёма (= 0,2мм = 200мкм);

- учитывает эксцентричность (несоосность) прошиваемого отверстия по отношению к наружному контуру заготовки (=0,3мм = 300мкм).

- учитывает коробление заготовки (мкм).

Следовательно в нашем случае:

мкм

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле:

= К (1.11.2)

где К - коэффициент уточнения формы

термообработкамкм;

после чернового растачивания (К = 0,06) 1 = 0,06 362,4 = 21,7 мкм;

после получистового растачивания (К = 0,05) 2 = 0,05 21,7 = 1,1 мкм;

после чернового шлифования (К = 0,03) 4 = 0,03 1,1 = 0,033 мкм;

после чистового шлифования (К = 0,02) 1 = 0,02 0,033 0 мкм.

Погрешность установки детали на выполняемом переходе у определяем по формуле:

(1.11.3)

где - погрешность базирования;

- погрешность закрепления.

При установке в трехкулачковый патрон = 0, так как имеет место совмещение технологической и измерительной базы, а погрешность закрепления = 380 мкм;

Следовательно, при установке в трех кулачковый патрон = 380 мкм.

При установке в мембранный патрон = 0, а = 5 мкм.

Следовательно, при установке в мембранный патрон = 5 мкм.

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков:

(1.11.4)

где i - выполняемый переход.

Тогда минимальный припуск по переходам будет следующим:

1-й переход (черновое растачивание)

мкм

2-й переход (получистовое растачивание)

мкм

3-й переход (черновое шлифование)

4-й переход (чистовое шлифование)

Расчётный размер диаметра отверстия D вычислим, начиная с конечного максимального чертёжного размера путём последовательного вычитания минимального припуска каждого предыдущего перехода:

4-й переход: D чист. шлиф. = 35,025 - 20,035 = 34,955 мм ;

3-й переход: Dчерн. шлиф. =34,955 - 20,05 = 34,855 мм;

2-й переход: D получист. раст. = 34,871 - 20,481 = 33,933 мм;

1-й переход: D черн. раст. = 33,933 - 20,885 = 32,233 мм.

Назначаем допуски на технологические переходы:

Заготовка 800 мкм

1-й переход 390 мкм

2-й переход 160 мкм

3-й переход 62 мкм

4-й переход 25 мкм

Предельный размер Dmax определяем, округляя Dp до меньшего значения в пределах допуска на данном переходе, а Dmin определяем вычитая из Dmax допуски соответствующих переходов:

4-й переход:

Dmax=35,025 мм; Dmin=35,025-0,025=35 мм;

3-й переход:

Dmax=34,955 мм; Dmin=34,955-0,062=34,893 мм;

2-й переход:

Dmax=34,855 мм; Dmin=34,855-0,16=34,695 мм;

1-й переход:

Dmax=33,933 мм; Dmin=33,933-0,39=33,543 мм;

заготовка: D= 32,233 мм; D= 31,433 мм.

Минимальные предельные значения припусков 2Z- находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения 2Z - как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующих переходов.

4-й переход: мм;

мм;

3-й переход: мм;

мм;

2-й переход: мм;

мм;

1-й переход: мм;

мм;

Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припускав:

мм;

мм.

Общий номинальный припуск находим по формуле:

где В - верхнее отклонение заготовки по ГОСТ 7505-89;

В - верхнее отклонение детали по чертежу.

тогда номинальный диаметр прошитого отверстия заготовки:

Проверяем правильность произведённых расчётов:

(1.11.5)

(1.11.6)

4-й переход: 107-70 = 37 мкм 62-25=37 мкм

3-й переход: 198-100 = 98 мкм160-62=98 мкм

2-й переход: 1152-922 = 230 мкм 390-160=230 мкм

1-й переход: 2110-1700 = 410 мкм 800-390=410 мкм

Проверка правильна, следовательно, расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.11.1

Таблица 1.11.1 - Параметры припусков.

Технологи-ческие переходы обработки поверхн. 35

Элементы припуска, мкм

Расчётный припуск 2Zmin, мкм

Расчётный размер Dр, мм

Допуск на размер D, мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков, мм

Rz

h

с

Dmin

Dmax

2ZminПР

2ZmaxПР

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Заготовка

160

200

361,5

-

-

-

800

31,433

32,233

-

-

1-й переход

50

50

21,7

380

2·885,1

32,233

390

33,543

33,933

1,7

2,11

2-й переход

20

25

1,1

380

2·480,6

33,933

160

34,695

34,855

0,922

1,152

3-й переход

10

20

0,033

5

2·50,1

34,855

62

34,893

34,955

0,1

0,198

4-й переход

5

15


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.