Розробка маршрутної технології виготовлення вала-шестерні

Московський Державний Технічний Університет

ім. Н.Е. Баумана

Калузький філія

Розрахунково-пояснювальна записка

до курсового проекту

з дисципліни: Основи технології машинобудування

на тему:

Розробка маршрутної технології виготовлення вала-шестерні

Калуга, 2008 р.

Зміст

Введення

1. Розрахунок річної програми запуску і визначення типу виробництва табличним методом

2. Аналіз технічних умов на виготовлення деталі

3. Аналіз технологічності конструкції деталі

4. Визначення методу і способу отримання заготовки

5. Розрахунок припусків на механічну обробку табличним методом

6. Розрахунок припусків на механічну обробку розрахунково-аналітичним методом

7. Розробка маршрутної технології механічної обробки деталі

8. Розробка операційної технології механічної обробки деталі

9. Теоретичні схеми базування

10. Проектування контрольних операцій

11. Розробка технологічної схеми складання вузла

Висновок

Список літератури

Програми

Введення

У даному курсовому проекті як вузла представлений фрагмент червячно-циліндричного редуктора.

Редуктором називають механізм, що складається з однієї або декількох механічних (зубчаста, ланцюгова, черв'ячна і т.д.) або гідравлічних передач, призначений для зменшення швидкості обертання і збільшення крутного моменту.

Редуктори класифікують за кількома ознаками, найважливішими з яких є: тип використовуваних передач, кількість ступенів, взаємне розташування осей і їх положення в просторі, спосіб кріплення та ін При цьому тип передачі - головний класифікаційна ознака.

Типи редукторів:

• циліндричний редуктор;

• конічний редуктор;

• черв'ячний редуктор;

• планетарний редуктор;

• комбінований редуктор (редуктор з різними комбінаціями типів передач).

Циліндрична передача застосовується для передачі обертального руху між паралельними або співвісними валами. Такі передачі володіють високим ККД (0,94 ... 0,98 в одному щаблі) і значної довговічністю.

Черв'ячні передачі - це передачі зачепленням з безпосереднім контактом витків черв'яка і зубів черв'ячного колеса. Черв'як - це гвинт з трапецеїдальної або близькою до неї за формою різьбленням. Черв'ячне колесо є косозубих зубчастих колесо із зубами особливої ​​дугового форми. Така форма зубів забезпечує збільшення їх довжини і міцності зубів на згин. Черв'ячна передача використовується для передачі руху між перехресними (зазвичай під прямим кутом) осями. Одним з істотних переваг черв'ячних передач є можливість отримати велике передавальне число в одному щаблі (до 80 в редукторах загального призначення і до декількох сотень у спеціальних редукторах). Дані передачі володіють високою плавністю ходу і безшумністю в роботі і самогальмуванням за певних передавальних числах, що дозволяє виключати з приводу гальмівні пристрої.

1. Розрахунок річної програми запуску і визначення типу виробництва табличним методом

Задана річна програма випуску деталей становить .

Річна програма запуску деталей у виробництво розраховується за наступною формулою:

, Де

- Коефіцієнт, що характеризує технологічний шлюб (4 ... 5% від річної програми випуску);

- Коефіцієнт незавершеного виробництва (2 ... 3% від річної програми випуску);

;

Приймаються .

Розрахунковий такт виробництва:

, Де

- Розрахунковий фонд роботи в годинах при двозмінному режимі роботи (приймаємо );

.

Дійсний такт виробництва:

, Де

- Коефіцієнт завантаження обладнання ( );
.

Тип виробництва визначається за наступною таблицею:

По таблиці даної річній програмі випуску і масі деталі відповідає крупносерійним тип виробництва. Даний тип виробництва має такі характеристики:

• велика річна програма випуску виробів;

• вузька номенклатура виробів;

• заготовки мають якомога менші припуски на обробку;

• для механічної обробки використовується спеціальний інструмент;

• невисока кваліфікація робітників (2-3 розряд);

• закрепляемость операцій (2 ... 10 операцій на одному робочому місці);

• трудомісткість виготовлення деталей мала, а тому трудомісткість є однією зі складових собівартості продукції, то собівартість також мала;

• застосування спеціального обладнання та інструменту знижує гнучкість виробництва до мінімуму.

2. Аналіз технічних умов на виготовлення деталі

У технічних умовах на виготовлення деталі потрібно підвищити твердість поверхні деталі за допомогою поліпшення до НВ 250.

Термічним поліпшенням називають термічну обробку, що складається з гарту на мартенсит і подальшого високого відпустки на сорбіт. Загартуванням стали називається операція термічної обробки, що полягає в нагріві її, принаймні, вище температури , Витримці і подальшому охолодженні в різних середовищах з метою отримання при кімнатній температурі нестійких продуктів розпаду аустеніту, тобто з метою підвищення твердості і міцності. Підвищення твердості і міцності досягається перетворенням аустеніту в одну з найбільш міцних структур - мартенсит. Його утворення вимагає швидкого охолодження з температури гарту (наприклад, охолодження у воді). Високий відпустку проводять при температурі . Структурні зміни при таких температурах полягають в укрупненні частинок цементиту, в результаті чого утворюється феррито-цементітную суміш, звана сорбітом відпустки. Твердість сталі після високого відпустки знижується, проте рівень міцності при цьому ще достатньо високий. У той же час забезпечується підвищена пластичність і особливо ударна в'язкість, практично повністю знімаються внутрішні напруження, що виникли при гарті. Таким чином, високий відпустку на сорбіт забезпечує найкращий комплекс механічних властивостей, що дозволяє застосовувати даний вид відпустки для деталей, що працюють в умовах динамічних навантажень. Такий ж відпустка рекомендується для деталей машин із легованих сталей, що працюють при підвищених температурах.

Що стосується місця зміцнюючої обробки в технологічному процесі, то вона повинна проводити перед фінішною обробкою заготівлі, тому що проведення термічної обробки раніше ускладнить механічну обробку (призведе до швидкого зносу інструмента). Проводити ж термічну обробку після фінішної обробки недоцільно, тому що термічна обробка може призвести до викривлення деталі. Отже, найбільш доцільним є проведення термічної обробки між чистової й фінішною обробкою.

Незазначені шорсткість складає , Отже, щоб отримати таку шорсткість необхідно провести чорнову і чистову обробку даних поверхонь. Незазначені граничні відхилення розмірів задані по 14 квалітету, що можна узгодити з даною шорсткістю.

Також необхідно забезпечити вимоги, які стосуються похибок форми та розташування.

На кресленні деталі єдиним допуском на похибку форми є допуск циліндричної. Даний допуск забезпечується при торцекруглошліфовальной операції при обробці циліндричних поверхонь діаметром і .

Що стосується допусків розташування, то до деталі пред'являється забезпечення наступних допусків: допуск паралельності, допуск перпендикулярності, допуск співвісності та допуск симетричності. Допуск паралельності забезпечується при фрезеруванні шпоночно паза; допуск перпендикулярності забезпечується при шліфуванні торців за торцекруглошліфовальной операції; допуск співвісності забезпечується при торцекруглошліфовальной операції при обробці циліндричних поверхонь діаметром і ; Допуск симетричності забезпечується при фрезеруванні шпоночно паза.

Що стосується сумарного допуску форми і розташування, то до деталі пред'являється допуск на радіальне биття. Допуск на радіальне биття забезпечується при круглошліфувальний операції зубчастого вінця валу-шестерні.

3. Аналіз технологічності конструкції деталі

Технологічність конструкції - це відповідність деталі вироби заданим умовам виробництва, які забезпечують виготовлення цієї деталі або вироби з даною трудомісткістю і собівартістю їх виготовлення.

Існує два види показників технологічності: якісні та кількісні. Якісна оцінка при порівнянні варіантів конструкцій в процесі вироби передує кількісної і визначає доцільність витрат на визначення чисельних показників технологічності варіантів. Кількісна оцінка технологічності конструкції виробу виражається показником, чисельне значення якого характеризує ступінь задоволення вимог до технологічності конструкції.

Оцінку конструкції деталі на технологічність:

1. Даний вал-шестірня є жорстким, тому що , А це є однією з умов технологічності.

2. Деталь складається зі стандартних і уніфікованих конструктивних елементів: діаметральні і лінійних розмірів, зубчастого вінця. Це сприяє використанню стандартних ріжучих і вимірювальних інструментів.

3. Деталь має точність і шорсткість, які можна отримати стандартним уніфікованим інструментом при стандартному технологічному процесі.

4. Матеріал заготівлі відповідає вимогам технології виготовлення: при виготовленні немає необхідності застосовувати складні технологічні процеси виготовлення деталі; для зберігання матеріалу немає необхідності створювати певні умови зберігання та транспортування.

5. Шорсткість базових поверхонь задовольняє вимогам точності установки деталі, її обробки та контролю.

6. Деталь симетрична щодо своєї осі.

7. На деталі є канавки для вільного виходу ріжучого інструменту і фаски, причому всі ці елементи є уніфікованими, що сприяє підвищенню технологічності конструкції деталі.

8. Всі оброблювані поверхні мають вільний підвід і відвід ріжучого інструменту, за винятком шпоночно паза, який є закритим. Для його обробки можна використовувати тільки кінцеву фрезу.

9. Всі шорсткості, позначені на кресленні, відповідають даним квалітетами точності, а це також є однією з умов технологічності.

Коефіцієнт точності обробки:

, Де

- Середній квалітет точності розмірів;

, Де

- Число розмірів заданого квалітету;

;

.

Коефіцієнт точності обробки деталі , Отже, деталь вважається технологічною.

Коефіцієнт шорсткості поверхні деталі:

, Де

- Середня шорсткість поверхні деталі;

, Де

- Число основних поверхонь деталі відповідної шорсткості;
;

.

Коефіцієнт шорсткості поверхні деталі , Отже, деталь вважається технологічною.

4. Визначення методу і способу отримання заготовки

Метод - це сукупність способів формоутворення або формозміни. У машинобудуванні використовується 3 основних методи отримання заготовок:

• лиття;

• обробка матеріалів тиском;

• порошкова металургія.

Деталь виготовляється зі сталі 40Х (ГОСТ 4513-71), дана марка матеріалу не має гарні ливарні властивості (жидкотекучестью, низькою об'ємною і лінійної усадкою і т.д.), також вона не є порошком. Отже, методом отримання даної заготовки є обробка матеріалу тиском.

Що стосується способів отримання заготовок обробкою матеріалу тиском, то вони досить різноманітні (молоти, ГКР, КГШП, ГША). У даному випадку найбільш оптимальним способом отримання заготовки є отримання заготовки гарячого об'ємного штампування на молотах.

Особливостями ГОШ на молотах є ударний характер деформуючого впливу і можливість регулювання ходу рухомих частин та величини удару при одночасному кантування заготовки, що дозволяє більш ефективно проводити перерозподіл металу. Верхня частина штампа заповнюється краще. Частини штампа при штампуванні на молоті повинні замикатися.

На молотах поковки виготовляються з найнижчим класом точності: Т5. Це обумовлено можливістю зсуву частин штампа, відсутністю направляючих у конструкції штампа, ударним характером деформування.

Допустимі відхилення від номінальних розмірів поковки відповідають припуску, тому також є збільшеними.

Ковальські напуски мають максимальні значення. Зважаючи ударного характеру роботи молота в конструкції штампа не можна використовувати виштовхувачі, тому для вилучення поковки зі струмка штампа на вертикальних поверхнях поковок оформляються значні штампувальні ухили: зовнішні - до , Внутрішні - до . Радіуси заокруглення призначаються для полегшення перебігу металу, підвищення стійкості штампу, забезпечення розташування волокон.

5. Розрахунок припусків на механічну обробку табличним методом

1. Визначення класу розмірної точності поковки.

Клас точності поковки визначається за табл. 9 з [5] в залежності від застосовуваного деформуючого обладнання. При визначенні класу точності поковки необхідно враховувати спосіб нагріву вихідної заготовки - полум'яний нагрів.

За табл. 9 вибираємо клас розмірної точності поковки - Т5.

2. Визначення групи матеріалу.

Визначення групи матеріалу здійснюється в залежності від процентного вмісту вуглецю і легуючих елементів.

Сталь 40Х відноситься до групи М2.

3. Визначення ступеня складності поковки.

Визначається ступінь складності поковки по співвідношенню маси (обсягу) поковки ( ) До маси (обсягу) геометричної фігури ( ), В яку вписується форма поковки (куля, циліндр, паралелепіпед, правильна призма).

.

Ступінь складності поковки - С2.

4. Визначення розрахункової маси поковки.

Маса деталі:

.

Розрахункова маса поковки:

, Де

- Розрахунковий ваговий коефіцієнт, який визначається за табл. 10 з [5].

.

5. Визначення вихідного індексу поковки.

Вихідний індекс визначається за табл. 11 з [5] в залежності від маси, групи матеріалу, ступеня складності та класу точності поковки.

За табл. 11 приймаємо вихідний індекс поковки - 16.

6. Визначення загального припуску на обробку.

Для поковок:

, Де

- Основний припуск, що визначається за табл. 12 з [5] в залежності від вихідного індексу, номінального розміру і шорсткості поверхні деталі.

Діаметральні розміри:

• для розмірів , , , основний припуск на бік ;

• для розміру основний припуск на бік .

Лінійні розміри:

• для розмірів , , , основний припуск на бік ;

• для розмірів , основний припуск на бік .

- Додатковий припуск, що враховує просторові похибки поковки (зсув штампів, зігнутість) і відхилення форми поковки (відхилення від площинності і прямолінійності), визначається за табл. 13 і 14 з [5] в залежності від класу точності поковки і конфігурації поверхні рознімання штампа.

Додатковий припуск на зміщення по поверхні рознімання штампа - на сторону.

Додатковий припуск на зігнутість і відхилення від площинності і прямолінійності - на сторону.

Додатковий припуск, пов'язаний з нагрівом - .

Діаметральні розміри:

• для розмірів , , , , додатковий припуск на бік .

Лінійні розміри:

• для розмірів , , , , , додатковий припуск на бік .

Діаметральні розміри:

• для розмірів , , , загальний припуск на бік ;

• для розміру загальний припуск на бік .

Лінійні розміри:

• для розмірів , , , загальний припуск на бік ;

• для розмірів , загальний припуск на бік .

7. Визначення номінальних розмірів поковки.

Циліндричні поверхні:

«+» - Для охоплюються розмірів;

«-» - Для охоплюють розмірів.

Лінійні розміри:

- Для охоплюються розмірів;

- Для охоплюються розмірів;

- Для інших розмірів.

Діаметральні розміри:

• для розміру - ;

• для розміру - ;

• для розмірів - ;

• для розміру - ;

• для розміру - .

Лінійні розміри:

• для розміру - ;

• для розміру - ;

• для розмірів - ;

• для розміру - ;

• для розміру - ;

• для розміру - .

8. Визначення відхилень, що допускаються на розміри поковки.

Виробляється за табл. 15 з [5] відповідно до вихідного індексу і номінальним розміром поковки. Допустимі відхилення на охоплюють розміри повинні встановлюватися з зворотними знаками.

6. Розрахунок припусків на механічну обробку розрахунково-аналітичним методом

Індекс, що розраховується розмір: , , .

Число технологічних переходів, необхідних для досягнення заданих параметрів якості:

1. Черновое гостріння.

2. Чистове гостріння.

3. Черновое шліфування.

4. Чистове шліфування.

Мінімальний розрахунковий припуск:

, Де

- Величина мікронерівностей;

- Величина дефектного шару;

- Сумарне просторове відхилення оброблюваної поверхні;

- Похибка установки.

Складові мінімального розрахункового припуску:

• заготовка - (Табл. 11, стор 185 у [7]);

• чорнове точіння - , (Табл. 24, стор 187 в [7]);

• чистове точіння - , (Табл. 24, стор 187 в [7]);

• чорнове шліфування - , (Табл. 24, стор 187 в [7]);

• похибка заготовки ;

• - Зміщення штампа (табл. 18, стор 187 в [7]);

• - Кривизна прутка, де - Питома кривизна (табл. 16, стор 186 в [7]);

• ;

• залишкові похибки:

• чорнове точіння - , Де - Коефіцієнт уточнення (табл. 29, стор 190 в [7]);

• чистове точіння - ;

• похибкою установки можна знехтувати.

Визначення мінімального розрахункового припуску:

• чорнове точіння - ;

• чистове точіння - ;

• чорнове шліфування - ;

• чистове шліфування - .

Заповнення 7 стовпця починається знизу вгору, при цьому спочатку записують мінімальний граничний розмір деталі за кресленням, всі наступні по переходах виходять шляхом складання з мінімальним розрахунковим припуском.

Технологічні допуски на переходи визначаються по [7].

Для валу спочатку заповнюється 9 стовпець, який виходить шляхом округлення розрахункового розміру в більшу сторону до відповідної точності технологічного допуску. 10 стовпець отримуємо шляхом додавання відповідних допусків до значень 9 стовпця.

Стовпець 11 заповнюється шляхом вирахування відповідних мінімальних граничних розмірів. 12 стовпець - шляхом віднімання відповідних максимальних граничних розмірів.

Розрахункові розміри: .

Розмір заготовки: .

Загальні мінімальні і максимальні величини припусків:

;
.

Перевірка правильності виконання розрахунків:

;

;

розрахунки вірні.

Індекс, що розраховується розмір: , , .

Число технологічних переходів, необхідних для досягнення заданих параметрів якості:

1. Черновое гостріння.

2. Чистове гостріння.

3. Черновое шліфування.

4. Чистове шліфування.

Мінімальний розрахунковий припуск:

, Де

- Величина мікронерівностей;

- Величина дефектного шару;

- Сумарне просторове відхилення оброблюваної поверхні;

- Похибка установки.

Складові мінімального розрахункового припуску:

• заготовка - (Табл. 11, стор 185 у [7]);

• чорнове точіння - , (Табл. 24, стор 187 в [7]);

• чистове точіння - , (Табл. 24, стор 187 в [7]);

• чорнове шліфування - , (Табл. 24, стор 187 в [7]);

• похибка заготовки ;

• - Зміщення штампа (табл. 18, стор 187 в [7]);

• - Кривизна прутка, де - Питома кривизна (табл. 16, стор 186 в [7]);

• ;

• залишкові похибки:

• чорнове точіння - , Де - Коефіцієнт уточнення (табл. 29, стор 190 в [7]);

• чистове точіння - ;

• похибкою установки можна знехтувати.

Визначення мінімального розрахункового припуску:

• чорнове точіння - ;

• чистове точіння - ;

• чорнове шліфування - ;

• чистове шліфування - .

Заповнення 7 стовпця починається знизу вгору, при цьому спочатку записують мінімальний граничний розмір деталі за кресленням, всі наступні по переходах виходять шляхом складання з мінімальним розрахунковим припуском.

Технологічні допуски на переходи визначаються за табл. 29, стор 190 в [7].

Для валу спочатку заповнюється 9 стовпець, який виходить шляхом округлення розрахункового розміру в більшу сторону до відповідної точності технологічного допуску. 10 стовпець отримуємо шляхом додавання відповідних допусків до значень 9 стовпця.

Стовпець 11 заповнюється шляхом вирахування відповідних мінімальних граничних розмірів. 12 стовпець - шляхом віднімання відповідних максимальних граничних розмірів.

Розрахункові розміри: .

Розмір заготовки: .

Загальні мінімальні і максимальні величини припусків:

;

.

Перевірка правильності виконання розрахунків:

;

;

розрахунки вірні.

Незначне невідповідність значень табличного і розрахунково-аналітичного методів пов'язані з тим, що другий метод враховує більше похибок.

Обсяг заготівлі:

Маса заготовки:

.

Коефіцієнт використання матеріалу:

.

7. Розробка маршрутної технології механічної обробки деталі

Розроблюваний технологічний процес повинен бути прогресивним, забезпечувати підвищення продуктивності праці і якості деталей, скорочення трудових і матеріальних витрат на його реалізацію, зменшення шкідливих впливів на навколишнє середовище.

Базовою вихідною інформацією для проектування технологічного процесу є: робочі креслення деталей, технічні вимоги, що регламентують точність, параметр шорсткості поверхні та інші вимоги якості; обсяг річного випуску виробів, що визначає можливість організації поточного виробництва.

Для розробки технологічного процесу обробки деталі потрібно попередньо вивчити її конструкцію і функції, що їх у вузлі, механізмі, машині, проаналізувати технологічність конструкції і проконтролювати креслення.

Маршрутну технологію розробляють, вибираючи технологічні бази та схеми базування для всього технологічного процесу. Вибирають дві системи баз: основні та чорні бази, використовувані для базування при обробці основних баз.

Операція 005 - Заготівельна. Заготівлю отримуємо гарячого об'ємного штампування на молотах. На молотах поковки виготовляються з найнижчим класом точності: Т5. Допустимі відхилення від номінальних розмірів поковки відповідають припуску, тому також є збільшеними. Ковальські напуски мають максимальні значення. Зважаючи ударного характеру роботи молота в конструкції штампа не можна використовувати виштовхувачі, тому для вилучення поковки зі струмка штампа на вертикальних поверхнях поковок оформляються значні штампувальні ухили: зовнішні - до , Внутрішні - до . Радіуси заокруглення призначаються для полегшення перебігу металу, підвищення стійкості штампу, забезпечення розташування волокон.

Операція 010 - Термічна. Нормалізація - вид термічної обробки, який полягає в нагріві стали до температур на 30 - 50 º C вище лінії GSE, витримці при цій температурі і наступному охолодженні на спокійному повітрі. Нормалізація застосовується як проміжна операція для пом'якшення стали перед обробкою різанням, для усунення вад будови і загального поліпшення структури перед загартуванням.

Операція 015 - Фрезерно-центровальная. Дана операція виконується на фрезерно-центровальном верстаті МР-71. На даній операції за два переходи обробляються торці і свердляться центрові отвори. Деталь закріплюється в призмах з упором в торець.

Для першого переходу (фрезерування торців) використовуються торцеві фрези. Марка матеріалу ріжучої кромки - твердий сплав Т15К6, тому що дана марка матеріалу найбільш підходить для фрезерування. Фрезерування двох торців йде одночасно.

Для другого переходу (свердління отворів) використовуються комбіновані центрувальні свердла. Марка ріжучої кромки - твердий сплав Т5К10. Комбіновані свердла є вельми продуктивним інструментом, оскільки вони одночасно свердлять отвір з обробкою фаски. Обробка двох отворів здійснюється одночасно. Центрові отвори дозволяють забезпечити принцип сталості баз для наступних операцій.

Операція 020 - Токарна Багаторізцеві. На верстаті 1720 є два супорта - поздовжній (передній) і поперечний (задній). Поздовжній супорт має поздовжнє (і поперечне) переміщення і служить для поздовжнього обточування заготовок. Поперечний супорт має тільки поперечне переміщення і служить для підрізання торців, прорізання канавок і фасонного обточування. Рух супортів автоматизовано, закінчивши роботу, супорти повертаються у вихідне положення автоматично. Установка деталі здійснюється в центрах із застосуванням повідкового патрона. Рекомендується використовувати плаваючий передній центр. Для обробки циліндричних поверхонь використовуються токарні прохідні прямі різці; для підрізання торців використовуються підрізні різці. Марка матеріалу ріжучої кромки - твердий сплав Т5К10, тому що дана марка матеріалу часто використовується при чорновому точінні. При цій операції обробка здійснюється відразу декількома інструментами, що значною мірою сприяє скороченню основного технологічного часу.

Операція 025 - Токарна Багаторізцеві. У даній операції схема встановлення деталі, верстат і ріжучий інструмент аналогічні попередній операції, але при цій операції відбувається обробка інших поверхонь.

Операція 030 - Токарна гідрокопіровальная. На даній операції використовується гідрокопіровальний верстат 1712. Особливістю даного верстата є те, що обробка здійснюється по копіру - точної моделі оброблюваної заготовки. У даного верстата є подовжній і поперечний супорт. За допомогою поздовжнього супорта обробляються циліндричні поверхні і підрізають торці, а за допомогою поперечного обробляються фаски і канавки. Установка деталі здійснюється на рифлені центру. Для обробки циліндричних поверхонь використовуються токарні прохідні прямі різці; для підрізання торців використовуються підрізні різці; для обробки канавок використовуються канавкових різці; для підрізання фасок використовуються прохідні відігнуті різці. Марка матеріалу ріжучої кромки - твердий сплав Т5К10. При цій операції обробка також здійснюється відразу декількома інструментами, що сприяє скороченню основного технологічного часу.

Операція 035 - шпоночно-фрезерна. На даній операції відбувається обробка закритого шпоночно паза. Верстат - шпоночно-фрезерний 696М. Деталь закріплюється в призмах з упором в торець. На даній операції як інструмент використовується шпонкову фрезу. Особливістю даної фрези є те, що процес різання вона здійснює тільки торцевою частиною. Марка матеріалу ріжучої кромки - твердий сплав Т15К6. Обробка йде за принципом маятникової подачі, тобто зрізання припуску йде шар за шаром, що дозволяє обробити деталь за один установ. Даний метод обробки шпонкових пазів є досить точним, хоча і менш продуктивним, ніж інші.

Операція 040 - Зубофрезерний. На даній операції здійснюється нарізування зубів. Установка заготовки здійснюється в центру із застосуванням повідкового патрона. Дана операція здійснюється на зубофрезерний верстаті 53А20. Для даної операції використовується черв'ячна модульна фреза. Марка матеріалу фрези - твердий сплав Т15К6. Даний інструмент працює за методом обкатки, який є більш продуктивним, ніж метод копіювання.

Операція 045 - Термічна. Термічним поліпшенням називають термічну обробку, що складається з гарту на мартенсит і подальшого високого відпустки на сорбіт. Загартуванням стали називається операція термічної обробки, що полягає в нагріві її, принаймні, вище температури , Витримці і подальшому охолодженні в різних середовищах з метою підвищення твердості і міцності. Твердість сталі після високого відпустки знижується, проте рівень міцності при цьому ще достатньо високий. У той же час забезпечується підвищена пластичність і особливо ударна в'язкість, практично повністю знімаються внутрішні напруження, що виникли при гарті.

Операція 050 - Центрошліфовальная. Дана операція виконується на центрошліфовальном верстаті в два установа. Деталь встановлюється в призмах. Спочатку обробляється одне центрове отвір, після чого відбувається перевстановлення та обробка другого центрового отвору. Дана операція застосовується для усунення можливого викривлення і інших дефектів центрових отворів після термічної обробки.

Операція 055 - Круглошліфувальний. Дана операція виконується на круглошліфувальні верстаті 3М150. Установка деталі здійснюється на рифлені центру. Дана операція здійснюється за один установ. На даній операції обробляються тільки ті поверхні, до яких пред'являються вимоги до забезпечення низькою шорсткості і високого квалітету точності. На даній операції забезпечується допуск на радіальне биття зубчастого вінця. Як інструмент використовується абразивний круг прямого профілю на керамічній зв'язці із зернистістю 40.

Марка кола: ПП 350 × 30 × 20 37А 40-П С2 5 К5 35мс ^-1 1кл. А.

Операція 060 - Торцекруглошліфовальная. Дана операція виконується на торцекруглошліфовальном верстаті 3Т153Е. Установка деталі здійснюється на рифлені центру. Операція здійснюється за один установ. Дана операція необхідна для отримання низьких значень шорсткості поверхні, високою розмірної точності, а також для забезпечення допусків форми і розташування. Д опускаючи на похибку форми: допуск циліндричної. Д опуск розташування: допуск перпендикулярності і допуск співвісності.

Операція 065 - зубошліфувальних. Дана операція виконується на зубошліфувальних верстаті 5А841. Установка деталі здійснюється в центру із застосуванням повідкового патрона. Обробка проводиться шліфувальним кругом з двостороннім конічним профілем. Операція здійснюється за один установ. Дана операція необхідна для отримання низького значення шорсткості поверхні.

Операція 070 - Мийна. Виробляється промивка деталей на мийних машинах.

Операція 075 - Контрольна. Дана операція необхідна для контролю отриманих розмірів. Інструмент, що застосовується при вимірюванні розмірів, залежить від точності вимірювання (кількості знаків після коми). Після вимірювання всіх розмірів, слід порівняти їх з допусками на розмір. Якщо контрольовані параметри вписуються в допуск, то можна виробляти подальшу обробку деталі. Якщо ж ні, то має місце шлюб. Після виявлення браку слід встановити характер шлюбу: поправний або не поправний. Якщо шлюб є виправних, то потрібно його виправити, після чого продовжувати подальшу обробку деталі. Якщо ж шлюб невиправний, то деталь відправляють на переплавку. Дана операція проводиться після всієї механічної обробки. Після фінішних операцій для контролю розмірів циліндричних поверхонь слід використовувати калібри, важільні вимірювальні скоби. Контроль зубчастого вінця здійснюється за допомогою наступних вимірювальних інструментів: радіусної головки ВГР-21, нормалемера за ГОСТ 6502-78 і крокоміра БВ-5070. Для контролю шорсткості використовуємо еталони шорсткості.

8. Розробка операційної технології механічної обробки деталі

Операція 015 - Фрезерно-центровальная.

Дана операція виконується за один установ з двома робітниками переходами.

Дана операція складається з наступних переходів:

• встановити і закріпити деталь;

• фрезерувати два торця одночасно;

• свердлити два отвори одночасно;

• зняти деталь.

Дана схема обробки є досить прогресивною, тому що одночасно обробляються два торця і одночасно свердляться два отвори. А у зв'язку з тим, що використовуються комбіновані центрувальні свердла, відразу обробляються і фаски. Для фрезерування торців використовуються торцеві фрези, тому що даний інструмент найбільш підходить для даного виду обробки. Марка матеріалу ріжучої кромки - твердий сплав Т15К6. Для обробки центрових отворів використовуються комбіновані центрувальні свердла, тому що крім свердління отворів вони одночасно обробляють і фаски. Марка ріжучої кромки - твердий сплав Т5К10.

Розрахунок режимів різання.

1 перехід - фрезерування.

Глибина різання: .

Довжина робочого ходу (карта Ф-1 в [6], стор 73):

, Де

- Довжина різання, що дорівнює довжині обробки, виміряної в напрямку різання;

- Довжина підвода, врізання й перебігаючи;

Середня ширина фрезерування:

, Де

- Площа фрезеруемих поверхонь;

;

(Додаток 3 в [6], стор 301);

.

Рекомендована подача на зуб (карта Ф-2 в [6], стор 85):

.

Стійкість інструменту (карта Ф-3 в [6], стор 87):

, Де

- Стійкість першого, другого і т.д. інструментів налагодження;

- Коефіцієнт часу різання кожного інструмента;

- Коефіцієнт, що враховує кількість інструментів у наладки;

;

.

Рекомендована нормативами швидкість різання (карта Ф-4 в [6], стор 97):

, Де

;

- Коефіцієнт, що залежить від розмірів обробки;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від стійкості та матеріалу інструменту;

.

Приймаються .

Число оборотів шпинделя, відповідне рекомендованої швидкості різання:

.

За паспортом верстата: .

Уточнення швидкості різання за прийнятими оборотів шпинделя:

.

Хвилинна подача:

.

Основне машинне час обробки:

.

Потужність різання (карта Ф-5 в [6], стор 101):

, Де

- Величина, яку визначають за таблицею;

- Швидкість різання;

- Глибина різання;

- Число зубів фрези;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від типу фрези і швидкості різання;

.

2 перехід - свердління.

Глибина різання: .

Довжина робочого ходу (карта С-1 в [6], стор 104):

, Де

- Довжина різання, що дорівнює довжині обробки, виміряної в напрямку різання;

- Довжина підвода, врізання й перебігаючи;

(Додаток 3 в [6], стор 303);

.

Подача на оборот шпинделя верстата (карта С-2 в [6], стор 110):

.

Стійкість інструменту (карта С-3 в [6], стор 114):

, Де

- Стійкість в хвилинах машинної роботи верстата;

- Коефіцієнт часу різання кожного інструмента;

.

Рекомендована нормативами швидкість різання (карта С-4 в [6], стор 115):
, Де

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від стійкості інструменту;

- Коефіцієнт, що залежить від відношення довжини різання до діаметру;

.

Число оборотів шпинделя верстата:

.

За паспортом верстата: .

Уточнення швидкості різання за прийнятими оборотів шпинделя:

.

Основне машинне час обробки:

.

Потужність різання (карта С-6 в [6], стор 126):

, Де

- Потужність різання за таблицею;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

.

Операція 020 - Токарна Багаторізцеві.

Дана операція виконується за один установ.

Дана операція складається з наступних переходів:

• встановити і закріпити деталь;

• точити циліндричні поверхні з підрізуванням торців;

• зняти деталь.

Однією з переваг даного методу обробки є те, що обробка ведеться відразу декількома інструментами, а це значно знижує основне технологічне час. До недоліків відноситься те, що у зв'язку з великою кількістю інструментом, закріплених в державке, жорсткість її знижується. Для обробки циліндричних поверхонь використовуються токарні прохідні прямі різці; для підрізання торців використовуються підрізні різці. Марка матеріалу ріжучої кромки - твердий сплав Т5К10, тому що дана марка матеріалу часто використовується при чорновому точінні.

Розрахунок режимів різання.

Поздовжній супорт.

Для поверхні :

Глибина різання: .

Для поверхні :

Глибина різання: .

Для поверхні :

Глибина різання: .

Довжина робочого ходу:

, Де

- Довжина різання, що дорівнює довжині обробки, виміряної в напрямку різання;

- Довжина підвода, врізання й перебігаючи (додаток 3 в [6], стор 299);

;

.

Подача на оборот шпинделя верстата (карта Т-2 в [6], стор 22):

.

Стійкість інструменту (карта Т-3 в [6], стор 26):

, Де

- Стійкість в хвилинах машинної роботи верстата;

- Коефіцієнт часу різання кожного інструмента;

.

Рекомендована нормативами швидкість різання (карта Т-4 в [6], стор 29):

, Де

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від стійкості та марки твердого сплаву;

- Коефіцієнт, що залежить від виду обробки;

.

Число оборотів шпинделя верстата:

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для поверхні : ;

Приймаються .

За паспортом верстата: .

Уточнення швидкості різання за прийнятими оборотів шпинделя:

.

Основне машинне час обробки:

.

Сили різання (карта Т-5 в [6], стор 35):

, Де

для поверхні :

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від швидкості різання і переднього кута при точінні сталей твердосплавним інструментом;

;

для поверхонь і :

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від швидкості різання і переднього кута при точінні сталей твердосплавним інструментом;

.

Потужність різання для кожного інструменту:

;

для поверхні :

;

для поверхонь і :

.

Сумарна потужність різання:

.

Поперечний супорт.

Для розміру :

Глибина різання: .

Для розміру :

Глибина різання: .

Для розміру :

Глибина різання: .

Довжина робочого ходу:

, Де

- Довжина різання, що дорівнює довжині обробки, виміряної в напрямку різання;

- Довжина підвода, врізання й перебігаючи (додаток 3 в [6], стор 299);

;

.

Подача на оборот шпинделя верстата (карта Т-2 в [6], стор 22):

.

Стійкість інструменту (карта Т-3 в [6], стор 26):

, Де

- Стійкість в хвилинах машинної роботи верстата;

- Коефіцієнт часу різання кожного інструмента;

.

Рекомендована нормативами швидкість різання (карта Т-4 в [6], стор 29):

, Де

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від стійкості та марки твердого сплаву;

- Коефіцієнт, що залежить від виду обробки;

.

Число оборотів шпинделя верстата:

для розміру : ;

для розміру : ;

для розміру : ;

Приймаються .

За паспортом верстата: .

Уточнення швидкості різання за прийнятими оборотів шпинделя:

.

Основне машинне час обробки:

.

Сумарний час обробки:

.

Сили різання (карта Т-5 в [6], стор 35):

, Де

для розміру :

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від швидкості різання і переднього кута при точінні сталей твердосплавним інструментом;

;

для розміру :

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від швидкості різання і переднього кута при точінні сталей твердосплавним інструментом;

;

для розміру :

;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від швидкості різання і переднього кута при точінні сталей твердосплавним інструментом;

.

Потужність різання для кожного інструменту:

;

для розміру :

;

для розміру :

;

для розміру :

.

Сумарна потужність різання:

.

Операція 035 - шпоночно-фрезерна.

Дана операція виконується за один установ.

Дана операція складається з наступних переходів:

• встановити і закріпити деталь;

• фрезерувати шпонковий паз;

• зняти деталь.

Даний метод є дуже прогресивним, тому що обробка здійснюється одним інструментом за один установ. Обробка здійснюється за принципом маятникової подачі: фреза врізається торцевою частиною на глибину , Після чого відбувається фрезерування на всю довжину шпоночно паза, потім знову врізання і т.д. Як інструмент використовується шпонкова фреза, тому що шпонковий паз закритий, і його можна обробити лише шпоночной або кінцевої фрезою. Даний метод дає високу точність, але продуктивність при ньому нижче, ніж при інших методах. Марка матеріалу ріжучої кромки - твердий сплав Т15К6.

Розрахунок режимів різання.

Глибина різання: .

Довжина робочого ходу (карта Ф-1 в [6], стор 73):

, Де

- Довжина різання, що дорівнює довжині обробки, виміряної в напрямку різання;

- Довжина врізання;

;

Середня ширина фрезерування:

.

Рекомендована подача на зуб (карта Ф-2 в [6], стор 85):

.

Стійкість інструменту (карта Ф-3 в [6], стор 87):

, Де

- Стійкість першого, другого і т.д. інструментів налагодження;

- Коефіцієнт часу різання кожного інструмента;

- Коефіцієнт, що враховує кількість інструментів у наладки;

;

.

Рекомендована нормативами швидкість різання (карта Ф-4 в [6], стор 97):

, Де

;

- Коефіцієнт, що залежить від розмірів обробки;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від стійкості та матеріалу інструменту;

.

Число оборотів шпинделя, відповідне рекомендованої швидкості різання:

.

За паспортом верстата: .

Уточнення швидкості різання за прийнятими оборотів шпинделя:

.

Хвилинна подача:

.

Основне машинне час обробки:

.

Потужність різання (карта Ф-5 в [6], стор 101):

, Де

- Величина, яку визначають за таблицею;

- Швидкість різання;

- Максимальна ширина фрезерування;

- Число зубів фрези;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу;

- Коефіцієнт, що залежить від типу фрези і швидкості різання;

.

Операція 055 - Круглошліфувальний.

Дана операція виконується за один установ.

Дана операція складається з наступних переходів:

• встановити і закріпити деталь;

• шліфувати циліндричні і торцеві поверхні;

• зняти деталь.

Установка деталі здійснюється на рифлені центру. На даній операції обробляються тільки ті поверхні, до яких пред'являються вимоги до забезпечення низькою шорсткості і високого квалітету точності. В якості інструменту використовується абразивний круг прямого профілю на керамічній зв'язці із зернистістю 40. Марка кола: ПП 350 × 30 × 20 37А 40-П С2 5 К5 35мс ^-1 1кл. А.

Розрахунок режимів різання.

Глибина різання: .

Швидкість шліфувального круга (карта Ш-1 в [6], стор 168):

, Де - Діаметр кола;

- Число оборотів кола по верстату;

.

Рекомендована нормативами швидкість обертання деталі:

.

Число оборотів шпинделя, відповідне рекомендованої швидкості:

.

За паспортом верстата: .

Уточнення швидкості різання за прийнятими оборотів шпинделя:

.

Хвилинна поперечна подача:

, Де

- Хвилинна подача по таблиці;

- Коефіцієнт, що залежить від оброблюваного матеріалу і швидкості кола;

- Коефіцієнт, що залежить від припуску і точності;

- Коефіцієнт, що залежить від діаметра кола, кількості кіл та характеру поверхні;

для поверхні :

;

для поверхні :

;

для поверхні :

;

для поверхні :

;

для поверхні :

;

для розміру :

;

для розміру :

;

для розміру :

;

Приймаються .

Час виходжування на шліфування шийок:

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для поверхні : .

Час виходжування на шліфування торців:

для розміру : ;

для розміру : ;

для розміру : .

Загальний час виходжування:

.

Величина шару, що знімається при виходжуванні:

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для поверхні : ;

для розміру : ;

для розміру : ;

для розміру : .

Основне машинне час обробки на шліфування шийок:

;

для поверхні :

;

для поверхні :

;

для поверхні :

;

для поверхні :

;

для поверхні :

.

Основне машинне час обробки на шліфування торців:

для розміру :

;

для розміру :

;

для розміру :

.

Загальне машинний час:

.

Операція 065 - зубошліфувальних.

Дана операція виконується за один установ.

Дана операція складається з наступних переходів:

• встановити і закріпити деталь;

• шліфувати зубчастий вінець;

• зняти деталь.

Установка деталі здійснюється в центру із застосуванням повідкового патрона. Операція здійснюється за один установ. Дана операція необхідна для отримання низького значення шорсткості поверхні.

Розрахунок режимів різання.

Глибина різання: .

Швидкість шліфувального круга:

, Де

- Діаметр кола;

- Число оборотів кола по верстату;

.

Поздовжня подача столу:

.

Подача кола на подвійний хід столу:

.

Довжина перебігаючи:

.

Число проходів на виходжування кожної западини:

.

Шар, що знімається при виходжуванні:

.

Число проходів на шліфування кожної западини:

.

Основне машинне час:

.

9. Теоретичні схеми базування

Базування деталей - процес надання заготовці або виробу необхідного положення щодо обраної системи координат.

База - поверхню або поєднання поверхонь, лінія, точка, що належать заготівлі і використовуються для базування.

Основні принципи базування:

1. Принцип суміщення баз: якщо вимірювальна і технологічна бази й вимірюваного розміру збігаються, то похибка базування для даного розміру дорівнює 0.

2. Принцип послідовної зміни баз: використовувати двічі одну й ту ж «чорну» базу при механічній обробці забороняється.

3. Принцип постійності баз: при механічній обробці бажано використовувати одну й ту ж «чистий» базу.

Для операцій: 015 Фрезерно-центровальная, 035 шпоночно-фрезерних і 050 Центрошліфовальная. Заготівля встановлюється в призми з упором в торець і додатковим зусиллям.

Для операцій: 020 Токарна Багаторізцеві, 025 Токарна Багаторізцеві, 030 Токарна гідрокопіровальная, 040 Зубофрезерний, 055 Круглошліфувальний, 060 Торцекруглошліфовальная і 065 зубошліфувальних.

10. Проектування контрольних операцій

У залежності від контрольованих розмірів і допусків на ці розміри, може використовуватися різний міряльний інструмент. Вибір інструмента грунтується також на ціні ділення інструменту. Так якщо потрібно виміряти розмір до другого знака після коми, то вже не можна використовувати штангенциркуль, тому що його ціна розподілу становить . У цьому випадку треба використовувати мікрометр з ціною поділки . Для контролю більш точних розмірів необхідно використовувати набір кінцевих заходів (заходів довжини або кутових заходів залежно від вимірюваного параметра) або калібри. Дані засоби контролю розмірів дозволяють виміряти розмір з точністю до , В залежності від класу точності кінцевий заходи.

Для контролю розмірів при нарізуванні зубів використовуються: радіусна головка ВГР-21, нормалемер ГОСТ 6502-78 і крокомір БВ-5070.

Перевірки проводять після блоку однорідних операцій, тобто наприклад, після всіх токарних або після всіх фрезерних. Також контрольну операцію слід проводити перед дорогої обробкою, тому що піддавати браковану деталь дорогої обробки - означає нести додаткові збитки. Також контроль проводять після обробки відповідальних елементів (нарізання різьби або зубів, нарізування шліц і т.д.). Контрольну операцію також проводять після фінішної обробки. Після всіх операцій механічної обробки також проводять контрольну операцію, вимірюючи всі поверхні, і роблять висновок про придатність деталі.

11. Розробка технологічної схеми складання вузла

Технологічна схема показує послідовність з'єднання складальних одиниць різного порядку і окремих деталей при вузловій збірці або окремих вузлів і деталей, коли результатом є машина.

На підставі цієї схеми:

• проводиться комплектація робітників;

• розробляється детальний технологічний процес збірки з послідовним нормуванням операцій;

• розробляється форма організації процесу складання;

• проводиться планування робочих місць складального ділянки;

• виявляються так звані «вузькі місця».

Порядок побудови технологічної схеми складання:

1. Визначити базову деталь вузла, тобто ту деталь щодо якої будуть розташовуватися всі інші деталі, що входять у вузол. Визначити окремі складальні інструменти, які можна збирати незалежно один від одного. Базова деталь на технологічній схемі зображується у вигляді прямокутника, далі проводиться горизонтальна лінія, на кінці якої зображується зібраний вузол.

2. Складальні одиниці, які можна збирати незалежно один від одного зображують нижче цієї горизонтальної лінії, вище цієї горизонтальної лінії розташовуються окремі деталі, які безпосередньо включаються до збирає вузол.

3. Залежно від порядку надходження складальних одиниць в збирає вузол вони поділяються на складальні одиниці 1, 2, 3 ... n-порядку і на схемі позначаються 1 CE, 2 CE і т.д.

4. Побудова складальної одиниці будь-якого порядку також починається з базової деталі.

На технологічній схемі збірки можуть бути присутніми написи, що пояснюють характер виконання складальної операції.

Висновок

У ході виконання даного курсового проекту було розроблено технологічний процес виготовлення валу-шестерні. Цей процес включає в себе розробку креслень заготівлі, маршруту обробки, схем операційних наладок на операції, відображені в маршруті обробки, а також креслення контрольного пристосування. На окремому аркуші показана технологічна схема складання вузла (даний вал-шестірня є деталлю червячно-циліндричного редуктора).

Список літератури

1. Антонюк Ф. І. «Технологія виробництва заготовок», конспект лекцій.

2. Дунаєв П.Ф., Льоліком О.П. Конструювання вузлів і деталей машин: Учеб. посібник для машинобуд. спец. вузів. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Вища школа, 1985 - 416 с., Іл.

3. Микитович В.Т. «Основи технології машинобудування», конспект лекцій.

4. Микитович В.Т. «Технологія машинобудування», конспект лекцій.

5. Микитович В.Т., Сидоров В.Б. Методичні вказівки з виконання домашнього завдання: розрахунок припусків на механічну обробку і визначення розмірів заготовки. - Калуга., 1998. - 34 с.

6. Режими різання металів. Довідник. Під ред. Барановського Ю.В. Вид. 3-тє, перероблене і доповнене. М., «Машинобудування», 1972.

7. Довідник технолога-машинобудівника. У 2-х т. Під ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Машинобудування, 1985. 656 з., Іл.