Механическая обработка детали "Вал"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

обработка деталь вал заготовка

Аннотация

Введение

1. Служебное назначение детали

2. Анализ технологичности конструкции изделия

3. Определение типа и организационной формы производства

4. Выбор способа получения заготовки

5. Выбор маршрута механической обработки

6. Выбор технологических баз

7. Выбор технологического оборудования, описание, тех.характеристика

8. Выбор припусков на механическую обработку

9. Схема наладок на операции тех.процесса

10. Расчет режимов резания и нормы времени на обработку

11. Специальный вопрос

12. Маршрутная технологическая карта

13. Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Аннотация

Актуальность темы проекта подтверждается тем, что вал - ответственная деталь. Выпуск качественной и конкурентоспособной продукции является важной задачей машиностроения в современных условиях.

Предложено заготовки для детали получать двумя способами прокат и штамповкой на горизонтально-ковочных машинах, что позволит повысить исходную точность заготовок, сократить расход металла и уменьшить припуски на обработку. Применение многорезцовых токарных полуавтоматов и многопозиционных станков позволяет сократить число операций, повысить производительность обработки, снизить себестоимость детали и одновременно обеспечить высокое качество изделий.

Разработан технологический процесс механической обработки, рассчитаны припуски на обработку, рассчитаны режимы резания и нормы времени на операции.

Определены основные затраты на производство детали «Вал с лыской».

Разработана графическая часть проекта, которая содержит:

- чертёж детали;

- чертёж заготовки

- карту базирования;

- карты наладок на разные операции.

Конструктивные разработки, результаты расчетов и технологические предложения, имеющиеся в проекте, могут быть использованы на машиностроительных предприятиях при производстве валов.

Введение

Машиностроение - важнейшая отрасль промышленности. Его продукция различного назначения, машины поставляются всем отраслям народного хозяйства. Эффективность производства, его технический процесс, качество выпускаемой продукции во многом зависит от опережающего развития производства нового оборудования машин, станков, аппаратов от внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструктивных разработок.

Значение постановки всех этих вопросов при подготовки квалифицированных кадров специалистов производства, полностью овладевших инженерными методами проектирования производственных процессов

Предметом технологии машиностроения является учение об изготовление машин заданного качества в установленной производственной программой количества при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда, облегченного в максимальной степени безопасности.

Одной из главных технологий машиностроения является изучение закономерности протекания технологических процессов и выявление тех параметров, воздействия на которые наиболее производства и повышения его точности. При проработки этого курса студенты получают знания необходимые для повседневной творческой работы в области построения новой прогрессивной технологии автоматизации производства, а также создания конструкций, позволяющих применить при их изготовление высокопроизводительные технологические методы.

Главным средством интенсификации производства любого назначения является парк машин, которым располагает государство. Прогресс в развитии общества предопределяется техническим уровнем применяемых машин. Их создание, т.е. конструирование и изготовление, составляет основу машиностроения. Общепризнанно: что именно машиностроение является главной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможность развития других отраслей.

Применение машин резко увеличивает производительность труда, повышает качество продукции, делает труд безопасным и привлекательным. Это особенно важно для развивающихся государств, поскольку именно машиностроительное производство способствует резкому повышению благосостояния общества. Машиностроение обеспечивает изготовление новых и совершенствование имеющихся машин. Это связано с весьма существенными затратами, которые составляют в народном хозяйстве ощутимую долю. Тем не менее развитие отечественного машиностроения, а не импорт машин, является единственно правильным направлением в прогрессивном развитии промышленности.

Отличительной особенностью современного машиностроения является существенное ужесточение эксплуатационных характеристик машин: увеличиваются скорость, ускорение, температуры, уменьшаются масса, объем, вибрация, время срабатывания механизмов и т.п. Темпы такого ужесточения постоянно возрастают, и машиностроители вынуждены все быстрее решать конструкторские и технологические задачи. В условиях рыночных отношений быстрота реализации принятых решений играет главенствующую роль.

Конструирование и изготовление машин представляет собой два этапа единого процесса, Эти этапы неразрывно связаны между собой. Уже нельзя себе представить конструирование без учета технологичности конструкции Технологичная конструкция позволяет экономить затраты труда, повышать точность, использовать высокопроизводительное оборудование, оснастку и инструмент, экономить энергию. Чем более технологичной оказывается конструкция, тем совершеннее и дешевле будет ее производство, в ходе подготовки которого не требуется проводить корректировок чертежей и доделок.

Создание машин заданного качества в производственных условиях опирается на научные основы технологии машиностроения. Процесс качественного изготовления машины (выбор заготовок, их обработка и сборка деталей) сопровождается использованием закономерностей технологии машиностроения.

Важнейшим показателем качества является точность всех параметров изготовления детали. Сложность решения проблемы точности состоит в необходимости учета одновременного действия многих факторов, каждый из которых вызывает определенную первичную погрешность изготовления детали.

ТП всегда многовариантен. Делая анализ первичных погрешностей, учитывая их взаимодействия и комбинирования, можно выбрать оптимальный вариант, отвечающий основному назначению технологии машиностроения как науки. Технология машиностроения позволяет решать проблемы изготовления машин в соответствии с заданной программой их объема выпуска, обеспечивая установленные показатели качества при оптимальных затратах живого и овеществленного труда. Проблемы производства тесно увязаны с его экономикой.

Несмотря на очевидную прогрессивность использования ЭВМ, нельзя считать, что разработка ТП связана исключительно с их применением. Создание машин заданного качества в производственных условиях опирается на научные основы технологии машиностроения.

Процесс качественного изготовления машины сопровождается использованием закономерностей технологии машиностроения.

В решении этих сложных и разнообразных допросов основная роль принадлежит технологам-машиностроителям Разработчик должен владеть различными методами решети технологических задач как с применением ЭВМ, так и без них.

При подготовке производства к выпуску новых машин ставятся требования максимального сокращения сроков и снижения стоимости подготовки производства.

Основной задачей при подготовке производства к выпуску новых машин являются разработка и внедрение более прогрессивных способов проектирования и изготовления технологической оснастки.

Затраты на изготовление и эксплуатацию разнообразной технологической оснастки составляют до 20% от себестоимости продукции, а стоимость и сроки подготовки производства, в основном, определяются величиной затрат труда и времени на проектирование и изготовление технологической оснастки. Наибольший удельный вес, в общей массе оснастки имеют станочные приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:

- базирование обрабатываемых деталей на станках с выверкой по поверочным базам заменяется базированием без выверки, что ускоряет процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического получения размеров на настроенных станках;

- повышается производительность, облегчаются условия труда рабочих за счет механизации и автоматизации приспособлений, а также за счет применения многоместной, позиционной и непрерывной обработки;

- расширяются технологические возможности станков, что позволяет на обычных станках выполнять такую обработку или получать такую точность, для которых эти станки не предназначены.

1. Служебное назначение детали

Деталь «Вал с лыской» представляет собой деталь типа тело вращения - вал. Валы бывают: прямые, коленчатые и гибкие. Валы в большинстве случаев бывают круглого сплошного, а иногда кольцевого поперечного сечения. Отдельные участки валов имеют круглое сплошное или кольцевое сечение со шпоночной канавкой или со шлицами, а иногда профильного сечения. Наиболее распространены ступенчатые валы, так как их форма удобна для установки на них деталей. Иногда валы изготавливают заодно с шестернями или червяками.

В качестве материала используется сталь 45Х по ГОСТ 4543-85. Данный материал является наиболее подходящим для изготовления данной детали, т.к. имеет высокие механические свойства, необходимые для работы в узле.

«Вал с лыской»- это деталь, предназначенная для передачи вращающих моментов и для поддержания вращающихся вместе с ними относительно подшипников деталей машин. Вал испытывает радиальные нагрузки от сил, возникающих в зацеплении шестерен, а также передает крутящий момент. Чаще всего рабочей средой является масло.

Деталь " «Вал с лыской»" представляет собой тело вращения и имеет две ступени, на одной из которых выполнена лыска. Габаритные размеры детали 62 180 мм. Заготовка - прокат.

Наружные поверхности вала имеют точность по 10 квалитету и могут быть получены не однократным обтачиванием.

Поверхности имеют шероховатость Ra6,3; Ra1,6. Следовательно, для их обработки на окончательной стадии необходима операция круглого шлифования.

Фрезерование лыски может быть выполнено концевой фрезой на вертикально-фрезерном станке.

2. Анализ технологичности детали

Анализ технологичности конструкции детали и корректировка ее чертежа проводятся с целью увязки конструкторских и технологических требований, предъявляемых детали при заданном объеме ее выпуска.

Деталь " «Вал с лыской»" представляет собой тело вращения и имеет две ступени. Габаритные размеры детали 62 180 мм. Заготовка - прокат.

Материал - сталь 45Х ( ГОСТ 4543-85).

Технологическая характеристика детали определяется коэффициентом точности, коэффициентом шероховатости поверхности, коэффициентом использования металла.

Коэффициент точности обработки определяется по формуле:

, (2)

где JT_ср - средний квалитет точности обработки изделия.

Средний квалитет точности обработки изделия определяется по формуле:

, (3)

где JT_i - квалитет точности;

n_i - количество размеров, имеющих точность соответствующего квалитета;

n_У - общее количество принятых во внимание размеров детали.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле

, (4)

где R_aср-среднее числовое значение параметра шероховатости поверхности по R_a для всех обрабатываемых поверхностей.

Заполняем таблицу, занося в нее размеры всех обрабатываемых поверхностей детали. Указываем их квалитеты точности и классы шероховатости.

Используя, вышеуказанные формулы, находим коэффициент точности и коэффициент шероховатости изготовляемой детали.

Значение полученных коэффициентов близко к единице, что свидетельствует о невысокой точности большинства поверхностей детали и большой их шероховатости, но ряд поверхностей требуют высокого качества обработки.

Конструкция детали может быть признана технологичной поскольку точность и трудоемкость обработки большинства поверхностей низка. Форма обеспечивает удобство установки детали на станке или в приспособлении, свободный подход и выход инструмента к обрабатываемым поверхностям, что в сумме складывается в ее несложное и экономичное изготовление с наименьшей себестоимостью.

Таблица 1

Технологическая характеристика детали ««Вал с лыской»»

Поверх-ность	Квалитет точности	Шероховатость, Ra, мкм
	JT7	JT8	JT9	JT10	JT11	JT12	JT13	JT14	JT15	JT16	1.6	2,5	6,3	12,5	20
Ш62	7	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,6	-	-	-	-
Ш47	7	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	6,3	-	-
180	-	-	-	-	-	12	-	-	-	-	-	-	6,3	-	-
77	-	-	-	-	-	12	-	-	-	-	-	-	6,3	-	-
115	-	-	-	-	-	12	-	-	-	-	-	-	6,3	-	-
19	7	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	6,3	-	-
n,m	3	-	-	-	-	3	-	-	-	-	1	-	5	-	-
JTi•ni	21	-	-	-	-	36	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Rai•mi	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,6	-	31,5	-	-
	JTср=9,5	Raср=5,51
	КТЧ=1-1/9,5 =0,89	КШ=1-1/5,51=0,82

3. Определение типа производства

Тип производства определяем по годовому объему выпуска и массе детали.

По заданию годовой выпуск детали- 1500 шт.

Масса детали - не указана.

Ориентировочно находим тип производства в таблице 2.5(2). Для массы детали до…30кг и объема выпуска в интервале 500…5000 получаем серийное производство.

В машиностроении различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Серийное производство в свою очередь подразделяется на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

Единичное производство характеризуется выпуском изделий в небольшом количестве (штучно) повторяемость которых на предприятии не предусмотрено.

Характерные признаки единичного производства: применение универсального оборудования, высокая квалификация рабочего, низкая производительность, высокая себестоимость детали, отсутствие взаимозаменяемости.

Среднесерийное производство характеризуется выпуском деталей партиями номенклатура, которых регулярно повторяются через определенный промежуток времени.

Характерные признаки серийного производства: на ряду с универсальным применяются станки автоматы и станки с ЧПУ, применения специальной оснастки и специального инструмента, использования рабочих с низкой квалификацией, отмечается повышения производительности понижения себестоимости.

Массовое производство- это непрерывное изготовление деталей одного типа по неизменным чертежам и технологической документации.

Характерные признаки массового производства: применение специального оборудования(автоматы, полуавтоматы, станки с ПУ, поточное производство, которое обеспечивается за счёт применения ГАЛ), изготовление специальной технологической оснастки, применение специального инструмента, оборудование расставлено строго по технологическому процессу, высокая квалификация наладчиков и программистов.

Партия - это определенное число заготовок одного наименования и типа размера.

Для детали «Вал с лыской»:

Тип производства определяется коэффициентом закрепления операций. В общем случае:

, (1)

где О- количество операций обработок;

Р- число рабочих мест.

По ГОСТу

- крупносерийное производство;

- среднесерийное производство;

- мелкосерийное производство;

- единичное производство

Коэффициент закрепления операций также, можно определить по формуле:

, (2)

где, Ф_д- годовой фонд работы оборудования, Ф_д=4015 часов;

О_б- количество операций механической обработки (по базовому технологическому процессу);

Т_шт- штучное время (по базовому технологическому процессу);

N- годовая программа выпуска, N=1500шт.

После определения коэффициент закрепления операций определяем тип производства:

- среднесерийное производство

4. Выбор заготовки, технико - экономическое обоснование

Делая анализ данной детали можно предположить, что деталь «Вал с лыской» может быть получена методом получения заготовки - штамповкой или прокатом, поскольку она выполнена из материала - сталь45Х, обладающего удовлетворительными литейными и хорошими пластическими свойствами.

Предпочтительным должен быть тот метод, который обеспечивает наименьшую технологическую себестоимость изготовления детали и более высокий коэффициент использования материала, что обосновывается технико-экономическим анализом двух близких по своим технологическим параметрам способов получения заготовок с учетом затрат на механическую обработку.

Если деталь изготовлена из проката, то затраты на эту заготовку будут определяться по весу проката, требующегося на изготовление детали и весу снимаемой стружки. При этом принимается стандартная длина прутка,

учитывающая габаритные размеры. Для этого используется формула:

(у.е.) (5)

где Q - масса заготовки, кг

S - цена 1кг материала заготовки (у.е.)

q - масса готовой детали, кг

S_отх - цена 1т отходов (у.е.)

Стоимость 1кг конструкционной и легированной стали равна 16 у.е.

Стоимость 1т отходов этого же материала равна 14,4 у.е.

Масса проката:

, (6)

где V - объем заготовки из проката, см³;

с - плотность конструкционной и легированной стали, с=7,85 г/см³;

d - диаметр заготовки, см;

L - длина заготовки, см.

гкг

у.е.

Определяем коэффициент использования материала при использовании проката:

; (7)

где - масса детали;

- масса заготовки.

Определяем стоимость заготовки, полученной методом штамповки.

(у.е.)(8)

где C_i - базовая стоимость 1т заготовок;

- коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства.

С_i =315 (у.е.) для конструкционных и легированных материалов.

К_с= 1,3-1,6 для деталей удлиненной формы таб.26 стр.256 СТМ-1.

К_Т=0,9;

К_В=1;

К_М=0,85;

К_П=1 (т.к. производство серийное).

При проектировании технологии изготовления поковки прежде всего необходимо установить исходный индекс поковки, определяемый его массой, маркой сплава, степенью сложности и классом точности.

Класс точности поковки определяем по табл.3.10. [3]. Находим массу поковки. Заготовка вала первичного получается объемной штамповкой на горизонтально-ковочной машине, следовательно класс точности поковки - Т4.

Группа стали зависит от ее химического состава: для сталей с массовой долей легирующих элементов 2..5% - группа М2.

По степени сложности поковки разделяют на группы С1, С2, С3, С4. Так как заготовка относится к поковкам простой формы без больших выступов, переходов, например, простые валики и валы малой длины, простые фланцы, диски, прямоугольные поковки, то она будет группы сложности С2.

После определения группы стали, степени сложности и класса точности поковки устанавливаем ее исходный индекс, который равен 15.

Основные припуски на механическую обработку определяем в зависимости от исходного индекса, линейных размеров и шероховатости детали из табл.28. стр 259 СТМ-1.

Определяем массу поковки.

(9)

где - объем элементарных участков поковки (см³);

- диаметры элементарных цилиндров (см);

- длины элементарных цилиндров (см).

(см³);

(см³);

(см³).

Находим массу поковки:

 (10)

где с - плотность конструкционной и легированной стали, с=7,85 г/см³;

гкг.

Тогда стоимость заготовки:

(у.е.)

Определяем коэффициент использования материала при получении поковки:

;

где - масса детали;

- масса заготовки.

Выбор способа получения заготовки зависит от формы и размеров детали. Очевидно, что заготовка детали "Вал с лыской" может быть получена либо из прутка, либо объемной штамповкой.

Изготовление детали из прутка является наиболее целесообразным способом из-за того что имеется один перепад диаметров ступеней вала.

Химический состав стали 45Х (ГОСТ 4543-85):

С - 0,41-0,49%; Si - 0,10-0,37%; Mn - 0,50-0,80%; Ni - 0,25%; P - 0,035%; Cr - 0,80 - 1,10%;

Таблица 2

Механические свойства стали 45Х

уВ, кг/мм2	состояние	Типовая термическая обработка	Твердость НВ
1050	ОП-отожженная или отпущен.	Отжиг 8400-8700, закалка 8400, отпуск	179-229

У стали 45Х - хорошая обрабатываемость резанием, высокая прокаливаемость, данная группа сталей относится к улучшаемым. Из этой стали изготовляют детали от которых требуется повышенная выносливость и стойкость при работе в агрессивных средах и тяжелых нагрузках.

5. Выбор маршрута механической обработки

Составление маршрута обработки детали «Ступенчатый вал» провожу при заполнении следующей таблицы 1.6

Таблица 3

Маршрут обработки

№ операц.	Наименование операции Содержание перехода	Оборудование Тех. оснастка	Режущий инструмент	Изм. контр. инстр.
1	2	3,4	5	6
005 010 015	Заготовительная Нарезать пруток в размер Фрезерно-центровальная Фрезеровать торцы выдерживая размер 180-0,46 поверхности Сверлить центровочное отверстие поверхность на глубину 18мм Зенковать фаску Токарная Установ А Точить поверхность в размер Ш62-0,019, за несколько проходов резца Установ Б Точить поверхность в размер Ш47-0,025, выдерживая l=115 Точить поверхность алмазным выглаживателем, достигая шероховатость поверхности Ra 6.3.	Шлифовально-отрезной станок мод. Фрезерно-цен-тровальный станок 2Г942, патрон, оправка Токарный с ЧПУ Мод16К20Ф3 Поводковый патрон, центра Токарный с ЧПУ Мод16К20Ф3 Поводковый патрон, центра	Круг шлифовальный Фреза торцевая насадная Ш200, z=14, Т15К6 Центровочное сверло Ш8мм, Р6М5,2ц=60° Зенковка Ш80, 2ц=60°, z=14, Р6М5. резец проход- ной упорный правозаход-ный ц=93°,Т15К6 резец проход- ной упорный ц=93° Т15К6 Выглаживатель алмазный	Шоблон Калибр-скоба Штангенцир- куль ШЦ-1 ГОСТ166-80 Штангенглу- биномер ШГ ГОСТ162-80 Микрометр гладкий МК ГОСТ6507-78 Калибр-скоба Микрометр гладкий МК ГОСТ6507-78 Калибр-скоба

6. Выбор технологических баз

Одной из первых операций технологического процесса является фрезерно-центровальная. На этой операции обрабатываются торцы вала и центровое отверстие, служащие базами для последующей обработки.

При выборе баз для черновой обработки следует учитывать технологические рекомендации:

1. За базовые на первой операции следует принимать те поверхности, которые в дальнейшем не подвергаются механической обработке.

2. Базами при черновой обработке следует выбирать те поверхности, с которых при последующей механической обработке необходимо снять наименьший припуск.

Поскольку у вала не остается необработанных поверхностей, воспользуемся второй рекомендацией. Минимальный припуск при обработке нужно снять с поверхности 62h7() мм. Это позволит уменьшить диаметр заготовки и сократить расход металла.

Таким образом, за базовые принимаем цилиндрическую поверхность заготовки меньшего диаметра. Данная схема базирования может быть реализована при установке заготовок на широкую призму или две узкие призмы, как выполнено в приспособлении на фрезерно-центровальной операции.

В осевом направлении заготовку следует базировать по торцу большего диаметра, поскольку он является конструкторской базой и от него проставлено большинство осевых размеров. Последней степени свободы заготовка лишается при закреплении.

Установка заготовки в призмах осуществляется в самоцентрирующих тисках, что позволяет совместить ось базовой цилиндрической поверхности заготовки с осью инструментальных шпинделей станка.

На всех остальных операциях используем типовые схемы установки деталей типа вал.

На операции 10 - черновой и чистовой токарной обработки в качестве баз используются поверхности, обработанные на первой операции. Базирование осуществляется в центрах с поводковым самозажимным патроне.

При выполнении фрезерной обработки базовыми являются цилиндрические поверхности вала, полученные при получистовой токарной обработке. На операциях круглого шлифования, деталь устанавливается в жестких центрах с поводком.

операции	Наименование и содержание	Оборудование	Приспособление	Инструмент	Схема базирования детали
				Вспомогательный	Режущий	Контрольно-измерительный
1	2	3	4	5	6	7	8
05	Абразивно-отрезная	Абразивно-отрезной станок мод.8В220	Тиски (принадлежность станка)		Шлифовальный круг 63С25СТ1 250х4х127 ГОСТ 2424-83	Шаблон
1	2	3	4	5	6	7	8
10	Фрезерно-центровальная. Фрезеровать торцы начисто зацентровать с 2 сторон	Фрезерно-центровальный полуавтомат Мод. МР-71	Тиски (принадлежность станка)	2 оправки для торцевых фрез; 2 сверлильных патрона	2 торцевые фрезы; 2 центровочных сверла	Линейка, штангельциркуль.
15	Токарная	Токарный с ЧПУ мод.16К20Ф3	Поводковый патрон с плавающим центром; Возвращающийся в центр	Стойка для крепления резцов на суппорте	Токарных проходных упорных резца и токарный прямой резец проходной	Предельные скобы для диаметральных реальных размеров; штангельциркуль	Установ 1 Установ 2
1	2	3	4	5	6	7	8
20	Фрезерная. фрезеровать лыску	Станок фрезерный 6Р12П	Тиски (Принадлежность станка)	Оправка для кончевой фрезы	Фреза концевая	штангельциркуль
1	2	3	4	5	6	7	8
35	Шлифовальная. Шлифовать ступени вал	Шлифовальный станок 3с120	Поводковый патрон с плавающим центром; Возвращающийся в центр		Шлифовальный круг 63С25СТ1 350х40х127 ГОСТ 2424-83	Образцы шероховатости

7. Выбор технологического оборудования

Обработка вала на фрезерно-центровально-обточном станке МР71.

На данной операции производим фрезерование торцов вала в размер 320^+0,3 мм и сверление центровых отверстий.

Основные технические характеристики полуавтомата:

пределы диаметров устанавливаемых в тисках валов 20...160 мм;

наибольшее усилие зажима обрабатываемой детали - 25500 Н;

диаметры применяемых центровочных сверл - 2...10 мм;

наибольший диаметр сверления - 16 мм;

наибольший диаметр устанавливаемой фрезы - 160 мм;

наибольший диаметр фрезеруемого торца - 150 мм;

количество шпинделей - 4 шт;

пределы бесступенчатых подач сверлильного шпинделя -20...2000 мм/мин;

пределы бесступенчатых подач фрезерного шпиндел -20...2000 мм/мин;

количество скоростей фрезерного шпинделя - 6;

пределы частот вращения фрезерного шпинде - 130...740 об/мин;

ускоренный ход:

продольный - 3,5 м/мин;

поперечный - 6,5 м/мин;

ход пиноли сверлильного шпинделя - 100 мм;

наибольшее усилие подачи при фрезеровании - 1500 Н;

габариты станка - 447017502000 мм;

длина обрабатываемой детали - 100...1000 мм;

пределы частот вращения сверлильного шпинделя - 204...2192 об/мин;

количество скоростей сверлильного шпинделя - 8.

По своим техническим характеристикам станок полностью подходит для обработки данного вала.

Конструкция станка имеет следующие особенности.

Расположение фрезерных и сверлильных шпинделей - горизонтальное. Загрузка, фрезерование, зацентровка и выгрузка обрабатываемых деталей производится последовательно. Обрабатываемая деталь неподвижна, перемещение имеют фрезерные и сверлильные головки. Левые и правые сверлильные и фрезерные головки не снабжены механизмами синхронизации. Одновременность работы левых и правых шпинделей обеспечивается гидроприводом. Приводы подач сверлильных и фрезерных шпинделей, зажима детали, упора заготовок - гидравлическое. Обработка на станке за одну установку торцов детали и сверление на них центровых отверстий обеспечивает высокую точность баз для дальнейшей обработки. Причем, обработка торцов является окончательной. Станок работает в полуавтоматическом и наладочном режимах, которые устанавливают с пульта управления станка. При налаженном полуавтоматическом цикле работы станка после отхода силовых узлов в исходное положение и отключения электродвигателей основного движения оператор должен: отжать деталь (от кнопки на пульте), снять деталь, очистить от стружки базовые элементы приспособления, установить заготовку в приспособление до упора, зажать заготовку (от кнопки на пульте) и убедиться визуально в отводе упора в исходное положение, нажать кнопку "Цикл" (выдается команда на начало автоматической части цикла). Автоматическая часть цикла работы станка включает в себя: быстрый подвод кареток, рабочая подача фрезерования, быстрый отвод кареток, быстрый подвод сверлильных шпинделей, рабочая подача сверления, быстрый отвод сверлильных шпинделей. На станке используются фрезы с механическим креплением твердосплавных пластин марки Т15К6 и центровочные сверла из быстрорежущей стали.

8. Расчет припусков на обработку

По заданию требуется определить припуски на обработку поверхности 5, которая выполняется в размер Ш62_-0,019 на длину 776 _-0,25мм.

Технологический маршрут обработки этой поверхности состоит из:

- заготовка;

- черновое точение;

- чистовое точение;

- термообработка;

- шлифование.

В качестве заготовки используется прокат. Крепление заготовки для получения поверхности Ш62_-0,019 на длину 77_-0,25мм целесообразно производить при точении в центрах на токарном станке 16К20Ф3, шлифование в центрах на кругошлифовальном станке 3М162.

Двусторонний минимальный припуск на обработку наружных поверхностей определяется по формуле:

(11)

где - высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

- глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм;

- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм;

- суммарное отклонение расположения поверхности, мкм.

Находим и для заготовки (поковка) таблица 12 стр.333 (для массы заготовок в диапазоне 4 - 25кг). Для механической обработки и определяем по таблице 25 стр.335 СТМ-1 (обтачивание наружных поверхностей для валов ступенчатых). При шлифовании деталей после термической обработки поверхностный слой должен быть сохранен; следовательно слагаемое должно быть исключено из расчетной формулы.

Значение выбираем из таблицы 15 стр.333 СТМ-1 на механическую обработку.

Погрешность установки вала в центрах на точении и шлифовании равна нулю: .

Найденные величины заносим в таблицу 4

Исходя из вышеизложенного, определяем расчетные величины минимального припуска:

- на черновое точение:

;

- на чистовое точение:

;

- на шлифование:

.

Таблица 4

Данные расчета припусков поверхности Ш62_-0,019

Элементарная поверхность детали и тех-нологический маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм	Расчет-ный припуск , мкм	Расчет- ный мини- мальный размер, мкм	Допуск на из-готов-ление Td, мкм	Принятые (округлен-ные) размеры по переходам, мкм	Полученные предельные припуски, мкм
	Rz	h	Д	е				dmin	dmax	2zmin	2zmax
Заготовка	200	250	8• 100	0	-	65,241	3200	65,241	68,4	-	-
Точение: черновое чистовое	50 25	50 25	1,5• 100 0,05•100	0 0	2500 500	62,741 62,241	460 190	62,741 62,241	63.20 62.43	2460 500	5200 770
Закалка ТВЧ	-	-	0,75• 100	-	-	-	-	-	-	-	-
Шлифование	5	-	0,1•100	0	260	61,981	19	61,981	62,00	259	430

Рассчитанные припуски по всем переходам заносятся в таблицу 4. Таблицу заполняем в следующей последовательности.

Технологический маршрут обработки поверхности, на которую рассчитывается припуск, значения элементов припуска и расчетный минимальный припуск переносятся в таблицу без изменений.

Нахождение «Расчетного минимального размера» начинаем с определения минимального размера детали по чертежу. Для диаметра вала Ш62h7_(-0,019) минимальный размер равен: 62-0,019=61,981 (мм). Этот размер должен быть получен после окончательной обработки - шлифования.

Расчетный минимальный размер, получаемый на операции чистового точения, определяется как сумма минимального размера детали и минимального расчетного припуска на операции шлифования: 61,981+0,260=62,241(мм).

Для чернового точения: 62,241+0,500=62,741(мм).

Для заготовки: 62,741+2,500=65,241(мм).

Определение «Допуска на изготовление» осуществляем на основании расчетов допусков на заготовку, промежуточных значений допусков на черновое и чистовое точение в зависимости от квалитетов точности, обеспечиваемого конкретным видом обработки. Величину допуска после окончательной обработки (окончательной операцией является шлифование) должна соответствовать чертежу детали. Допуски на заготовки, изготавливаемые штамповкой необходимо принимать из таблицы 28 стр.260 СТМ-1.

Значения d_min находим округлением значений «Расчетного минимального размера» до того же знака десятичной дроби, с каким указан допуск на размер перехода. Минимальное значение размера, соответствующее чертежу, не округляется. Значения размеров d_max получается в результате суммирования минимальных размеров и допусков на изготовление по каждому переходу.

Значение максимального припуска на черновое точение 2z_max определяется как разность между наибольшим размером заготовки и размером, полученным при черновом точении: 68,4-63,20=5,2(мм)=5200(мкм).

Для чистового точения: 63,20-62,43=0,77(мм)=770(мкм).

Для шлифования: 62,43-62=0,43(мм)=430(мкм).

Значение минимальных припусков 2z_min определяются как разность минимальных размеров на предшествующем и последующих переходах.

Для чернового точения: 65,2-62,74=2,46(мм)=2460(мкм).

Для чистового точения: 62,74-62,24=0,5(мм)=500(мкм).

Для шлифования: 62,24-61,981=0,259(мм)=259(мкм).

9. Схема наладок на операции тех.процесса

Операция 010 станок мод.МР71

Фрезерно-центровальная

Операция 015 станок мод16К20Ф3

Токарная

Операция 020 Вертикально фрезерный

Фрезерная станок мод.6Р12П

Операция 035 Кругло - шлифовальный

Шлифовальная станок мод.3С120



10. Расчет режимов резания

Рассчитываем режимы резания на Операцию 010 Токарная.

Инструмент - резец проходной упорный ц=93° (материал Т15К6)

Глубина резания (из расчетов припусков)

мм. (13)

Подача s=0,5 табл.11стр364. для стали40, t<3мм и d=30ч60мм.

Вычисляем скорость резания по формуле:

(14)

По табл.17 стр 368 СТМ-2 находим значения периода стойкости инструмента Т=30ч60мин, коэффициентов С_v=290, x=0,15, y=0,35, m=0,2.

Определяем значение коэффициента К_v.

К_МV=1 табл.3. стр.360 для марки стали.

К_ПV=0,8 для поковки табл.5 стр.361.

К_ИV=1 для инструментального материала Т15К6 табл.6. стр.361.

, тогда

Находим частоту вращения шпинделя.

, (15)

где D - диаметр заготовки.

.

Корректируем значение по паспорту станка.

.

Определяем действительное значение скорости резания по формуле:

(16)

.

Вычисляем силу резания.

Сила резания находится по формуле:

, (17)

где

По табл.22. стр372 СТМ-2 находим значения коэффициентов С_Р=204, x=1,0, y=0,75, n=0.

По табл.9,10,23 стр.372. находим значения коэффициентов:

для ц=90° (Т15К6)

для г=0°;

;

для r=1мм.

,

тогда сила резания равна

(Н).

Определяем мощность.

;

кВт.

Рассчитываем режимы резания на Операцию 020 Фрезерная.

Инструмент - фреза Ш45мм z=6 (материал Р6М5)

Глубина резания (из чертежа)

мм.

Подача s=0,06 мм/зуб.

Вычисляем скорость резания по формуле:

(18)

По табл.82 стр 411 СТМ-2 находим значения периода стойкости инструмента Т=120мин, коэффициентов

С_v=68,5, q=0,25, x=0,3, y=0,2, р=0,1, u=0,1, m=0,2.

Определяем значение коэффициента К_v.

К_МV=1 табл.3. стр.360 для марки стали.

К_ПV=1 ;

К_ИV=1 для инструментального материала Т15К6 табл.6. стр.361.

, тогда

Находим частоту вращения шпинделя.

,

где D - диаметр фрезы.

.

Корректируем значение по паспорту станка.

.

Определяем действительное значение скорости резания по формуле:

.

Вычисляем силу резания.

Сила резания находится по формуле:

, (19)

где ;

По табл.83. стр412 СТМ-2 находим значения коэффициентов С_Р=68,2, x=0,86, y=0,72, u=1, q=0,86, w=0.

Тогда сила резания равна

(Н).

по табл. 84 стр.413 СТМ-2

(Н).

Определяем мощность.

;

кВт.

Заполняем таблицу режимов резания на всех операциях.

Таблица 5

Режимы резания всех операций

Наименование и номер операции	№ перехода	t, (мм)	s, (мм/об)	v, (м/мин)	n, (об/мин)
1	2	3	4	5	6
005 алмазно-отрезная
010Фрезерно-центро- вальная	1.фрезерование торцев 2.сверление отверстия 3. зенкование	2 4 2,5	0,09 0,125 0,125	125,6 18,8 21,4	200 400 100
015 Токарная	1. точить диаметры	2	0,5	114,7	630
020 Фрезерная	1.фрезеровать лыску	9	0,06	12,8	250
035 Шлифовальная	1. шлифовать шейку	0,25		35 м/с	nкр=890 nд=156

Техническое нормирование операций

Нормирование технологического процесса сводится к нахождению времен:

t_О - основное технологическое время;

t_В - время вспомогательное техническое;

t_ОП - оперативное время;

t_обсл - время на обслуживание станка и личные надобности;

t_ПЗ - подготовительно-заключительное время;

t_шт - штучное время.

Операция 010 Фрезерно-центровальная.

Инструмент - Фреза торцевая насадная Ш200, z=14, Т15К6, центровочное сверло Ш8мм, Р6М5,2ц=60°, зенковка Ш80, 2ц=60°, z=14, Р6М5.

Приспособление - патрон, оправка

Станок - Фрезерно-центровальный станок МР71.

Основные режимы резания:

1.фрезерование торцев t=2мм; s=0,09мм/об; v=125,6м/мин; n=200об/мин.

2. сверление отверстий t=4мм; s=0,125мм/об; v=18,8м/мин; n=400об/мин.

3. зенкование t=2,5мм; s=0,125мм/об; v=21,4м/мин; n=100об/мин.

Определить основное технологическое время.

, (20)

где l - длина обрабатываемой поверхности, определяется по чертежу;

l₁ - величина врезания и перебега инструмента, мм;

i - число ходов;

n - число оборотов шпинделя;

s - подача;

i - число ходов инструмента.

Обработка проходит за один проход.

l=17,9мм

l₁=2ч5мм

мин.

То = 0,48 мин - основное технологическое время на лимитирующей позиции 3 при сверлении центрового отверстия.

Вспомогательное время.

(21)

Т_уст. = 0,21 мин - время на установку и снятие детали в призматических самоцентрирующих тисках при массе заготовки до 12 кг (карта 10 [8]);

Т_пер. = 0,04 мин - время на включение станка (карта 14 [8]);

Т_изм = 0,16 мин - время на измерение размера 357h14 скобой (карта 15 [8]);

Вспомогательное время на первой позиции перекрывается основным временем выполнения позиций 2 и 3.

К основному технологическому времени добавляется внутрицикловое вспомогательное время на индексацию барабана и подвод инструментов.

Время на индексацию барабана tинд = 0,2 мин.

Время холостых перемещений инструмента на лимитирующей позиции:

Тогда время цикла работы станка:

мин.

Определим время на обслуживание и время на личные надобности. Эти два времени полностью завися от

Определяем подготовительно-заключительное время.

По карте №21 при креплении в поводковом патроне

.

Определяем штучное и калькуляционное время.

мин

.

Операция 015 Токарная.

Определяем значения при обработке детали. Материал сталь40..

Инструмент - упорный проходной резец ц=93° (Т15К6).

Приспособление - поводковый патрон.

Станок - 16К20Ф3.

Основные режимы резания:

t=2мм;

s=0,5мм/об;

v=114,7м/мин;

n=630об/мин.

Определить основное технологическое время.

,

где l - длина обрабатываемой поверхности, определяется по чертежу;

l₁ - величина врезания и перебега инструмента, мм;

l₂ - дополнительная длина на взятие пробной стружки;

i - число ходов;

n - число оборотов шпинделя;

s - подача;

i - число ходов инструмента.

Обработка проходит за один проход.

l=56мм

l₁=2ч5мм

l₂=0мм.

мин.

Вспомогательное время.

Определяем время на установку.

По карте №2 для массы детали до8кг и крепления в поводковом патроне мин.

Вспомогательное время на переход.

Для обработки на станке с полуавтоматическим циклом мин.

Время на измерения.

калибр-скоба 66_-0,45.

калибр-скоба 56_-0,45.

мин

мин.

Определим время на обслуживание и время на личные надобности. Эти два времени полностью завися от

Определяем подготовительно-заключительное время.

По карте №21 при креплении в поводковом патроне

.

Определяем штучное и калькуляционное время.

мин

.

Литература

1. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х томах./Под ред. А.П.Дальского, А.Г.Суслова, А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2001г.

2. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие. Клепиков В.В., Солдатов В.Ф. М.: МГИУ, 2009. 262 с.

3. Металлорежущие станки: Учеб. пособие / А.Н.Иноземцев, Г.В.Сундуков, Г.В.Шадский; Тул. гос. ун-т. Тула, 2002. 183 с.

4. Технологический процесс обработки резанием, правила оформления: Учебное пособие к практическим занятиям, курсовому и дипломному проекту. А.В.Киричек, Ю.Н.Киричек. Владимир, 1998г.

5. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства для вузов - 2-е издание. М.: Высшая школа, 1999г.

6. Общемашинные нормативы времени. 3-е издание. М.: 1968г.

7. Станочные приспособления. Косов И.П. М.: Машиностроение, 1968г, стр.216.

8. Станочные приспособления. Коваленко А.В., Подшивалов Р.Н. М.:

Машиностроение, 1986.)

9. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов/М.Н. Иванов, В.А. Финогеев. 7-е изд., перераб. И доп. М.: Высш. шк., 2002. 408 с.

10. Зуев А.А. Технология машиностроения. 2-у изд., испр. и доп. СПб.: Издательство Лань, 2003. 496 с.

11. Обработка металлов резанием: Справочник технолога /Под. ред. А.А.

Панова. М.: Машиностроение, 1988. 736 с.

12. Коганов И.А., Каплан Д.С. Основы базирования: Учебное пособие. Тула: ТулГТУ, 1993. 128 с.

13. Коганов И.А., Станкеев А.А. Расчет припусков на механическую обработку. 2-е изд., испр. и доп. -Тула: ТПИ, 1973. 192 с.

14. Морозов Б.В., Артамонов В.Д. Расчет припусков на механическую обработку наружных цилиндрических поверхностей деталей типа валов из штампованных заготовок с помощью ЭВМ в диалоговом режиме: Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов. Тула, ТулПИ, 1989. 24 с.

15. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски. - Введ. 01.07.90. М.: Из-во стандартов, 1990-52с.

16. Режимы резания металлов: Справочник /Под ред. Ю.В. Барановского. Изд. 3-е, перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1972. 407 с.

17. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник /Под общ. ред. В.И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1990. -400 с.: ил.

18. Селотонов И.Б. Светкина В.И. Методические указания по организации обоснованию технических решений при проектировании цехов и участков промышленных предприятий. 2001г.

19. Гидравлика, Гидромашины и гидроприводы: Учебник для Машино строительных вузов. Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1982.

Размещено на Allbest.ru

...